ejes flechas y_componentes

NIVELACION Verano 2015Diseño de Elementos de

Maquinas I – VII Ciclo

EJES, FLECHAS Y SUS

COMPONENTESDr. Jorge Olortegui-Yume, Ph.D.

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Escuela de Ingeniería Mecánica

Universidad Nacional de Trujillo

Diseño de Elementos de Maquinas IDr. Jorge Olortegui-Yume, Ph.D

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INTRODUCCIONEJES Y FLECHAS EJES

EJE NO GIRATORIO EJE GIRATORIO = FLECHA

• No transmite par de torsión

• Sostiene:

• Ruedas rotatorias

• poleas, etc.

• Facil de diseñar (viga estatica)

• Transmite potencia (par torsor) o

movimiento

• Sección circular normalmente

• Eje de rotación para:

• Engranes

• Poleas

• Volantes

• Manivelas

• Catarinas

Flecha controla estos movimientos

• Diseño de cuidado (viga en fatiga)

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INTRODUCCIONNOTA DEL PROCESO DE DISEÑO DE EJES Y FLECHAS

ANALISIS DE

ESFUERZOS

ANALISIS DE

DEFLEXIONES

Depende de

Geometría local del

eje en áreas criticas

CONSIDERACIONES

GENERALES

Modelado

simplificado

Geometría detallada de

todas la partes del eje

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MATERIALES PARA FABRICAR EJESDEFLEXION O RESISTENCIA

MATERIAL PARA EJES

Resistencia a la DEFLEXION Resistencia al ESFUERZO

• “E” es importante

• “E = 200 GPa” es constante

para todos los aceros

• Deflexion INCONTROLABLE

con material

• Deflexion CONTROLADO por

geometria

• “Sut o Sy” necesaria p’ soportar

sus esfuerzos

• “Sut o Sy” se usa para escoger

materiales y tratamientos

• En general ejes hechos de acero:

• De bajo carbono

• Estirado en frio

• Laminado en caliente

ANSI 1020-1050

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MATERIALES PARA FABRICAR EJESDEFLEXION O RESISTENCIA

MATERIAL PARA EJES SOMETIDOS A FATIGA

INCREMENTAR LA

RESISTENCIA

SEGUIR ALGORITMO

ITERATIVO

• Solo funciona hasta cierto

• Consideración de Sut y

sensibilidad a la muesca

Usar acero de bajo/medio C barato para cálculos

de diseño: RESISTENCIA Y DEFLEXION

Si RESISTENCIA > DEFLEXION

Usar material con MAYOR RESISTENCIA

PROBAR disminuyendo geometría hasta que

DEFLEXIONES SEAN INACEPTABLES

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MATERIALES PARA FABRICAR EJESCOSTOS

COSTOS DE MATERIAL Y PROCESAMIENTO

DIAMETROS > 3” DIAMETROS < 3”

ACEROS PARA TRATAMIENTO TERMICO

ACERO ESTIRADO EN FRIOOTROS ACEROS

CRITERIO: Menor diámetro con material barato

ACEROS PARA ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL

ANSI 1020, 4340, 4820 y 8620.

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CONFIGURACION DEL EJEGENERALIDADES

• La configuración general de un eje

para debe especificarse primero para

poder realizar un análisis de fuerzas

de cuerpo libre y para obtener

diagramas de momento cortante.

• Geometría de eje: cilindro

escalonado.

• Hombros o resaltos localizan

axialmente los elementos del eje y

para ejecutar cualquier carga de

empuje necesaria.

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CONFIGURACION DEL EJEGENERALIDADES

• La configuración general de un eje

para debe especificarse primero para

poder realizar un análisis de fuerzas

de cuerpo libre y para obtener

diagramas de momento cortante.

• Geometría de eje: cilindro

escalonado.

• Hombros o resaltos localizan

axialmente los elementos del eje y

para ejecutar cualquier carga de

empuje necesaria.

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CONFIGURACION DEL EJESUGERENCIAS

• Revisar de modelos existentes,

• Hacer un número limitado de cambios.

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CONFIGURACION DEL EJEEJEMPLOS

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CONFIGURACION DEL EJEDIRECTRICES PARA CONFIGURACIONConfiguración Axial de Componentes• Mejor apoyar los componentes que soportan carga entre cojinetes (figura 7-

2a) en lugar de colocar los cojinetes en voladizo (figura 7-2c)

• Poleas y coronas dentadas montarse por fuera facilitar la instalación de

banda o cadena. Voladizo corto

• Usar en lo posible solo 2

cojinetes

• En ejes largos > 3

cuidado con

alineamiento

• Mantener longitud corta

de ejes

• Dejar luz axial entre

componentes :

lubricación y

desensamble

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CONFIGURACION DEL EJEDIRECTRICES PARA CONFIGURACIONConfiguración Axial de Componentes

• Precaución de sostener los componentes en posición: Alineamiento.

• Posicionarlos componentes contra un hombro del eje. hombro proporciona

soporte sólido para minimizar deflexión y vibración.

• Magnitudes de fuerzas

bajas, hombros = anillos

de retención en ranuras,

manguitos entre

componentes o collarines

de sujeción.

• Cargas axiales

pequeñas, NO hombros

confiar en ajustes de

presión, pasadores o

collarines con tornillos de

sujeción

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CONFIGURACION DEL EJEDIRECTRICES PARA CONFIGURACIONSoporte de cargas axiales

• Para engranes helicoidales o cónicos, o cojinetes ahusados de rodillo

• Mejor 1 solo cojinete axial,

lo que permite mas

tolerancias longitud del

eje, y evita esfuerzos

térmicos.

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CONFIGURACION DEL EJEDIRECTRICES PARA CONFIGURACIONSoporte de cargas axiales

• Para engranes helicoidales o cónicos, o cojinetes ahusados de rodillo

• Mejor 1 solo cojinete axial,

lo que permite mas

tolerancias longitud del

eje, y evita esfuerzos

térmicos.

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CONFIGURACION DEL EJEDIRECTRICES PARA CONFIGURACIONTransmisión de par de torsión

Los elementos comunes para transmitir el par de torsión son:

• Cuñas

• Ejes estriados

• Tornillos de fijación

• Pasadores

• Ajustes a presión o por contracción

• Ajustes ahusados

Diseñados para fallar si el par

de torsión excede ciertos

límites de operación

aceptables, con lo que se

protege a los componentes

más caros.

CUÑA Y CUÑERO

Eficaz y económico para transmitir pares de

torsión. cuña que se ajusta en una ranura en

el eje y el engrane. Ensamble y el

desensamble son sencillos. La cuña

proporciona una orientación angular positiva

del componente, útil para sincronización del

ángulo de fase.

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CONFIGURACION DEL EJEDIRECTRICES PARA CONFIGURACIONEnsamble y Desensamble• Diámetro más grande en centro

de eje, y diámetros

progresivamente más

pequeños hacia los extremos,

para permitir que los

componentes se deslicen hacia

las puntas.

• Si hombro se requiere en

ambos lados de un

componente, crearse mediante

anillo de retención o mediante

un manguito entre los dos

componentes.

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CONFIGURACION DEL EJEDIRECTRICES PARA CONFIGURACION

Ensamble y Desensamble

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CONFIGURACION DEL EJEDISEÑO DE EJES PARA SOPORTAR ESFUERZO

Ubicaciones criticasEvaluar los esfuerzos en

ubicaciones potencialmente

críticas:

• superficie exterior, en

ubicaciones axiales donde el

momento flexionante es grande

• donde el par de torsión está

presente

• donde existen concentraciones

de esfuerzo.

• También puede resultar útil una

evaluación de situaciones de

esfuerzo típicas.

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CONFIGURACION DEL EJEDISEÑO DE EJES PARA SOPORTAR ESFUERZOEsfuerzos en ejes

• Esfuerzos de flexión, torsión o axiales

presentes como componentes medios

(m) alternantes (a).

• Combinar esfuerzos en esfuerzos de

von Mises alternantes y medios

• Conveniente adaptar ecuaciones

específicamente para aplicaciones de

• Cargas axiales son pequeñas en

ubicaciones críticas donde

• dominan la flexión y la torsión

despreciar.

Esfuerzos fluctuantes por flexión y torsión

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CONFIGURACION DEL EJEDISEÑO DE EJES PARA SOPORTAR ESFUERZOEsfuerzos en ejesPara eje solido de sección transversal circular

Combinando de acuerdo a Teoría de Falla por Energía de Distorsión (ED)

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CONFIGURACION DEL EJEDISEÑO DE EJES PARA SOPORTAR ESFUERZOEsfuerzos en ejesPara la curva de falla en el Diagrama de Goodman modificada

correspondiente a la línea de Goodman

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CONFIGURACION DEL EJEDISEÑO DE EJES PARA SOPORTAR ESFUERZOEsfuerzos en ejesPara la curva de falla en el Diagrama de Goodman modificada

correspondiente a la línea de Goodman

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EJEMPLO

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EJEMPLO

ejes flechas y_componentes

Design

flechas cardÁn partes y crucetas flechas cardÁn …...

flechas con tercera dimension

· ... en la descripción del objeto de la licitación...

las flechas del guerrero

flechas flexibles.pdf

2 | soldaduras especiales | lincoln soldaduras de...

entre flechas e traves

flechas a-bdgfhgj

arcos y flechas 7

10171006 katherine vasquez-flechas

arcos y flechas

Área mecánica eléctrica Área mecánica y...

flechas hormigon

flechas de amor

fichas unir con flechas

verificaciÓn de flechas mÁximas

flechas jeep info

flechas homocineticas

flechas de plata

diagrama de flechas 2