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Tecnología de Máquinasi*Miguel Moro Vallina**1. Fundamentos del diseño mecánico1.1. Seguridad y fiabilidadFactor de seguridad y coeficiente de fiabilidadPara diseñar un dispositivo demanera que no falle, se precisa en primer lugar un parámetro que defina el estadodel sistema,i.e., un parámetro que disponga de un rango devalores dentro delcual se puede esperar un comportamiento satisfactorio del sistema, y fuera de élsea previsible el fallo. Naturalmente, en muchas ocasiones los parámetrospuedenser múltiples y además pueden estar vinculados entre sí.Como paso previo al diseño, es preciso encontrar todas las posibles causasde fallo, los parámetros que representan cada uno de ellos y suvalor límite ; elproblema dediseño se replantea entonces como una forma de disponer las cosasde manera que ninguno de los parámetros representados supere su valor límite.De forma general, se define elfactor de seguridad respecto a un parámetrorepresentativo del estado del sistema como el cociente entre el valor límite deese parámetro y su valor actual o previsto en el diseño:1nξ=ξlímξ.*Apuntes preparados a partir deJosé IgnacioPedrero Moya:Tecnología de Máqui-nas. Tomo I: Fundamentos. Ejes, acoplamientos y apoyos . Madrid, 2005: Universidad Na-cional de Educación a Distancia. Los apuntes corresponden a la asignatura homónima delPlan 2001 de la carrera de Ingeniería Industrial de launed. Originalmente, los apunteshabían sido pensados para incluir toda una serie de figuras sin las cuales la comprensióndel texto se hacefarragosa. Las limitaciones de tiempo me han obligado a renunciar a es-te objetivo y, a pesar de todo, he creído que pueden ser de utilidad; pero deben ser usa-dos teniendo en cuenta este hecho. This work is licensed under the Creative CommonsAttribution-NonCommercial-ShareAlike 2.5 Spain License. To view a copy of this license, visithttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/es/or send aletter to Creative Com-mons, 543 Howard Street, 5th Floor, San Francisco, California, 94105, USA. La composiciónde este documento se ha realizado mediante LATEX.**Correo:narodnaia@gmail.com . Web:http://narodnaia.googlepages.com 1En todo caso, esta definición no tiene demasiado sentido si el parámetro escogido carecede un origen significativo. Por ejemplo, si el parámetro es una temperatura, es máslógicodefinir el factor de seguridad con respecto a una temperatura de referencia, que podría ser latemperatura ambiente media del lugar del que se trate. Así,n∆T =T lím−T 0T −T 0.1
21.1. Seguridad y fiabilidad En definitiva, un parámetro representativo del estado de un sistema es aquélque presenta un valor límite a partir del cual, y no antes, cabe espera que sepresente el fallo. Para poder hablarde factor de seguridad, el valor cero delparámetro debe corresponder a un estado de seguridad prácticamente absoluta,y en tal caso el factor de seguridad respecto al parámetro se define como elcociente entre el valor límite del mismo y el valor actual (verificación) o previsto(diseño).En la realidad, sin embargo, no existe un valor límite de un parámetroque defina la separación entre elfuncionamiento correcto y el fallo del sistema.En la realidad se presentandistribuciones estadísticas , con unaprobabilidad normalizada de fallop(ξ)y unaprobabilidad acumulada de falloP (ξ). Entoncesse define el coeficiente de fiabilidadRpara un valorξ0del parámetro como laprobabilidad de buen funcionamiento cuando el parámetro toma un determinadovalor.Rviene dado por:R(ξ0) = 1−P (ξ0) = 1− ξ0−∞p(ξ)dξ.En el...