Formulas Elementos Roscados 4ta PDF

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Fórmulas para ejercicios de Elementos Roscados...

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NORMAS ESTÁNDARES Y DEFINICIONES PARA ROSCAS DE TORNILLOS Diámetro mayor d Diámetro medio dm Diámetro menor dr

Paso p 45° Bisel

Raíz

Angulo de la rosca 2α Cresta

Tornillo de potencia

dm

F

Ψ λ

Tuerca

F/2

Diagrama de fuerzas F

p

F/2

F

µN

P

P

µN

l

l λ

λ πdm

N

πdm

a) Al subir la carga

N

b) Al bajar la carga

•

Para subir la carga:

P=

F [(l / πdm ) + µ ] 1− ( µl /πdm )

y

T=

Fd m  l + π µdm . 2  πdm − µl

•

Para bajar la carga:

P=

F [µ − (l / πd m )] 1+ ( µl /π dm )

y

T=

Fd m  π µdm − l   . 2  πd m + µl 

•

Eficiencia del tornillo:

e=

Fl To = T 2π T

  

En el caso de las roscas Acme:

T=

Fd m  l + π µd m sec α   . 2  πd m − µl sec α  dc

α F

F/2

F/2

F/cos α Collarin

Tuerca

2α=

Angulo de la rosca

F/2

a) La fuerza normal en la rosca aumenta debido al angulo α

Par de torsión en collarín de empuje:

F/2

b) El collarín de empuje tiene un diámetro de fricción dc

Tc =

F µcdc 2

Ttotal= T + Tc

TENSIÓN EN JUNTAS ATORNILLADAS

P

P Fi

P s

Ps P

P

Nomenclatura: P Fi Pb Pm Fb Fm

= = = = = =

Carga externa total sobre la unión de perno precarga del perno debida al apriete. Existe antes de que se aplique P Porción de P tomada por el perno Porción de P tomada por los elementos unidos Carga resultante sobre el perno Carga resultante sobre los elementos

Fb = Pb + Fi =

kb =

Fm =

km P − Fi kb + k m

C=

kb kb + k m

A d AtE Ad l t + At l d

Para dos placas del mismo espesor y mismo material:

Con dw=1.5d :

kb P + Fi kb + km

km =

km =

0.577π Ed  (0.577l + d w − d )(d w + d )   2 ln    l d d d (0.577 )( ) + d + − w w   

0.577π Ed   0.577l + 0.5 d  2 ln 5    0.577 l + 2.5 d 

Carga estática

Fb = CP + Fi

y

Fi = At S p − CnP

0.6FP ≤ Fi ≤ 0.9 FP donde FP es la carga de prueba obtenida de la ecuación FP = At S P

Se sugiere que la precarga este en el intervalo de:

Carga de fatiga

σa =

Fb − Fi kb P CP . = = k b + k m 2At 2At 2 At Fi = At S ut −

y σm = σa +

Fi CP Fi = + At 2 At At

CnP  S ut   +1 2  Se 

Tabla : Factores kf de reducción de resistencia a la fatiga para elementos roscados Grado SAE 0a2 4a8

Grado Métrico 3.6 a 5.8 6.6 a 10.9

Rosca laminadas 2.2 3.0

Roscas cortadas 2.8 3.8

Filete 2.1 2.3

S’e= 19.2 + 0.314Suc [ksi] (Suc = Sut) Se = ke S’e (ke=1/kf) JUNTAS CON EMPAQUETADURA Tabla : Módulos de elasticidad para materiales de empaquetaduras

Material Corcho Asbesto comprimido Cobre-Asbesto Caucho (hule) simple Rollo en espiral Teflón Fibra vegetal

Modulo de elasticidad, E Kpsi 12.5 70.0 13.5x103 10.0 41.0 35.0 17.0

Mpa 86 480 93x103 69 280 240 120

Condiciones de junta con empaque:

Fi ≥ Ag po Ag : área de empaquetadura; po : presión mínima de sellado

Fm ≥ Ag mp m: factor de empaque (valores de varían aproximadamente de 2 a 4) p : presión que tiende a separar las mitades de la junta...