ASIGNATURA GAIA ELEMENTOS DE MÁQUINAS I - TECNOLOGÍA DE MÁQUINAS I Septiembre 2003 CURSO KURTSOA 4º Teoría NOMBRE IZENA FECHA DATA 04//09/2003 1. Se realizan una serie de ensayos sobre un cojinete para determinar la variación del coeficiente de rozamiento, f, con el parámetro µn/p y se obtiene la curva de la figura. Se pide identificar las zonas 1, 2, 3 y explicar los fenómenos que se producen en los puntos A, B y C. f Zona III Zona II Zona I A B C µn/p
2. La unión atornillada de la figura se ha precargado con una precarga F i suficiente para que al aplicar la fuerza F no se separen las piezas que están unidas. Calcular la proporción de F que tiene que soportar el perno. La relación entre los módulos de elasticidad de los distintos materiales y el módulo de elasticidad del perno, Ep, es : E = E. 5 E = Ep. 3 1 p 2 E 3 = Ep 4 4 perno L/2 Material 1 L/2 Material 2 Material 3 d 3d 5d
3. En las seis figuras que siguen se esquematiza un tambor de freno con distintas disposiciones de zapatas exteriores. Indicar el orden de efectividad de las cuatro primeras opciones en cuanto a par de frenada teniendo en cuenta el sentido de giro indicado y dibujar la disposición de las zapatas que se elegiría cuando: el sentido de giro es antihorario (caso 5), o el sentido de giro puede ser en las dos direcciones (caso 6): 1 2 3 4 5 6
4. En la siguiente figura se indica el par motor (línea contínua) y el par de la carga (línea a puntos) en un eje en el que está montado un volante de inercia I=100 kg.m 2 y de velocidad media de giro ω m =60 rad/s. Se pide: a) Indicar las zonas en las que el eje está acelerándose. b) Hallar el valor de A (par máximo de la carga. ver figura) c) Hallar el coeficiente de fluctuación de velocidad. T o (N.m) 250 A 25 π/2 π 2π 3π 4π θ (rad)
5. Rodamientos radiales. a) Si se ensayan dos grupos de rodamientos sometidos, respectivamente, a esfuerzos radiales F 1 y F 2, y resultan tener duraciones de vida L 1 y L 2, qué relación se cumple entre esos cuatro valores? b) Qué se entiende por capacidad de carga básica (o nominal), C?
ASIGNATURA GAIA ELEMENTOS DE MÁQUINAS I - TECNOLOGÍA DE MÁQUINAS I Septiembre 2003 CURSO KURTSOA 4º Problema 2 NOMBRE IZENA FECHA DATA 04//09/2003 La figura que sigue representa un freno con dos zapatas exteriores. Las dos zapatas son geométricamente iguales, el ancho es b= 40 mm. El material de frción tiene un coeficiente de 0.3 y es capaz de soportar una presión máxima p m =600 kpa. Por no ser grande el tamaño de las zapatas, para la resolución del problema se supondrá que la presión es constante a lo largo de una zapata. Se aplica la misma fuerza sobre las dos zapatas a través de un mecanismo no representado en la figura. Las zapatas están articuladas en los puntos A y B respectivamente, y el tambor gira alrededor de un punto fijo O. Se pide: 1. Qué fuerza F máxima puede realizarse sin dañar el material de fricción? 2. Para esa fuerza máxima, hallar el valor del par total de frenado. 3. Calcular las reacciones en las articulaciones A, B y O. 4. Si se supone que las zapatas son largas y no es válida por tanto la hipótesis de presión uniforme Qué fuerza F máxima puede realizarse sin dañar el material de fricción? 250 320 A F 240 50º O 400 240 F B
ASIGNATURA GAIA ELEMENTOS DE MÁQUINAS I - TECNOLOGÍA DE MÁQUINAS I Septiembre 2003 CURSO KURTSOA 4º NOMBRE IZENA FECHA DATA 04//09/2003 Problema 1 La figura 1 esquematiza la sección de una parte de una guía hidrostática que permite soportar tanto esfuerzos verticales, F z, como laterales, F y. La longitud de la guía es L=0.5 m, el resto de las dimensiones están indicadas en la figura en milímetros. El sistema de suministro de aceite se hace con una presión de alimentación constante p m =1000 KPa. La viscosidad del aceite es de 60 mpas. Los compensadores colocados tal como se indica en la figura son de orificio y de constante k=1 10-12 m 3 /s.pa Se pide: 1. Si solamente actúa una carga F z =1000 kg, calcular los espesores de película h 1 y h 2 en los apoyos. 2. Si solamente actúa una carga F z =1000 kg, calcular la rigidez vertical de la guía (df z /dz). 3. Si actúan simultáneamente una carga vertical F z =1000 kg y una lateral F y =200 kg, calcular los espesores de película h 1 y h 2 en los apoyos. F z F y 5 105 h 1 h 2 M a 30º C p m C