APUNTES DE UNIONES NO PERMANENTES. TORNILLOS.

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Gerardo Maestre Aguilar
hace 7 años
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Los tornillos de potencia y los tornillos usado para las fijaciones.

oviiento angular a oviiento lineal y, por lo general, para transitir potencia.

1 APUNTES DE UNIONES NO PERMANENTES. TORNILLOS. Existen dos tipos diferentes de tornillos en cuanto a la función que desepeñan. Los tornillos de potencia y los tornillos usado para las fijaciones. - Un tornillo de potencia es un dispositivo que se utiliza en aquinaria para cabiar el oviiento angular a oviiento lineal y, por lo general, para transitir potencia. figura 1. Tornillos de potencia. Gato ecánico y tornillo de esa. - Los tornillos de fijación son utilizados en la fijación teporal de unas piezas con otras. -

- Rosca étrica ISO Los tornillos con rosca de étrica se representan por la nora

2 figura 2. Diferentes tipos de tornillos para fijación con su núero de nora. Sisteas de roscas figura 3. Terinología de roscas de un tornillo. - Rosca étrica ISO Los tornillos con rosca de étrica se representan por la nora UNE 17701:202. La nora UNE establece la serie general de diáetros y pasos de rosca étricas ISO.

3 figura 4. Perfil básico de las roscas étricas M y MJ - Rosca Ace. Las roscas Ace se eplean donde se necesita aplicar ucha fuerza. Se usan para transitir oviiento en todo tipo de áquinas herraientas, gatos, prensas grandes C, tornillos de banco y sujetadores. Las roscas Ace tienen un ángulo de rosca de 29 y una cara plana grande en la cresta y en la Raíz. Las roscas Ace se diseñaron para sustituir la rosca cuadrada, que es difícil de fabricar y quebradiza. figura 5. Perfil básico de roscas Ace. - Rosca Nacional Aericana Unificada. Esta la fora es la base del estándar de las roscas en Estados Unidos, Canadá y Gran Bretaña. - Rosca Whitworth. figura 6. Perfil básico de roscas Nacional Aericana Unificada. Utilizada en Gran Bretaña para uso general siendo su equivalente la rosca Nacional Aericana.

hexagonal M7 x 2 x 20 x DIN 551 figura 9.

4 figura 7. Perfil básico de roscas Whitworth. figura 8. Avance de un tornillo. Designación de un tornillo: Tornillo hexagonal M7 x 2 x 20 x DIN 551 figura 9. Representación gráfica. Designación rosca: M7 x 1,5 Designación aericana 1/4 28 UNF 3B LH figura 10. Longitud de los tornillos. figura 11. Siglas de los diferentes tipos de roscas.

6, nos indica que el valor del PUNTO DE FLUENCIA PROPORCIONAL (Rp) es el 60% del valor de la resistencia a la tracción del acero

5 Para este caso teneos: 5.6 -El 5 ultiplicado por 100 nos da 500 N/2 de RESISTENCIA A LA TRACCIÓN, valor de R del acero. -El segundo núero es.6, nos indica que el valor del PUNTO DE FLUENCIA PROPORCIONAL (Rp) es el 60% del valor de la resistencia a la tracción del acero del tornillo, que para el ejeplo es 300 N/2, valor que corresponde al 60% de 500 N/2, (500x0,6=300). figura 12. Indicador de Resistencia. figura 13. Sibología que expresa el valor de la resistencia de rotura y de fluencia para tornillos y tuercas.

6 Pares de fuerza en tornillos de potencia Calculo para rosca cuadrada. Fuerzas en la subida. Fuerzas en la bajada. Eliinando la N y despejando teneos: figura 14. Fuerzas de subida y bajada sobre el canto. F ( sen λ + f cos λ) F ( f cos λ sen λ) PR = PL = cos λ f senλ cos λ f senλ Si estas dos últias expresiones las dividios nuerados y denoinador entre cos λ y teneos en cuenta que l tan λ = nos π d queda: F ( l ) + f F f ( l ) π d π d PR = PL = 1 ( f l ) 1 + ( f l ) π d π d El par de torsión necesario para vencer la fuerza de fricción y subir y bajar la carga es: T R F d l + π fd F d π fd 1 = TL = 2 π d fl 2 π d + fl Cuando la fuerza de fricción es baja o el avance es grande puede suceder que la carga baje por si sola. En estos casos el par de torsión T L es negativo o igual a cero. Cuando el par de torsión es positivo se dice que el tornillo es autobloqueante. Y se cuple que: π d f > l o lo que es lo iso f > tan λ En el caso de roscas que no sea cuadradas existe un ángulo de inclinación α que hay que considerar.

7 T R F d l + π f d secα = 2 π d f l secα figura 15. Angulo roscas Ace. Los esfuerzos en el tornillo de potencia se relacionan con los paráetros de rosca de la siguiente fora: 16 T 4 F esfuerzo cortante τ = y esfuerzo axial σ = π d π d 3 2 r r Esfuerzos tensionales en pernos - El esfuerzo flexionante en un perno por la siguiente ecuación: σ = M siendo I/c el ódulo de la parte ás débil. I c Esta ecuación no calcula de anera certera el cálculo de esfuerzo por flexión puesto que no se sabe con exactitud cóo se distribuye la carga en el perno. En su lugar a enudo su utiliza un factor de seguridad. - El esfuerzo por cortante o cizalla que se calcula con la siguiente ecuación: F τ = donde A es el area de todos los pernos. A

Esfuerzos cortantes en distribución de pernos Para el análisis de una unión a cortante es iportante la ubicación del

8 - El esfuerzo por tensión pura: σ = F siendo A la superficie de la placa enos el hueco de A los taladros. - El esfuerzo por tensión. Falla por aplastaiento: σ = F siendo t el espesor de la placa y A A = (2 a t). Esfuerzos cortantes en distribución de pernos Para el análisis de una unión a cortante es iportante la ubicación del centro del oviiento relativo de los dos eleentos ( c.d.g ) que se calcula de la siguiente fora: figura 16. Deterinación del centroide por sietría.

9 1. Dada la unión representada en la figura, soetida a la solicitación que se indica y en donde todos los eleentos son del iso aterial. Calcular las diensiones que debe tener la unión partiendo de la hipótesis de igual resistencia de los eleentos.

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