Diseño de un resorte

FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA MECÁNICA

ELEMENTOS DE MÁQUINAS 1

EJERCICIOS RESORTES DE COMPRESION
ENUNCIADO
En una empresa XXX, se cuenta con camionetas de capacidad de carga de 750 kgf, por motivos de logistica se requiere que estas puedan cargar 1000 kgf. El terreno por el cual se moverán con un paso aproximado entre piedras de 15 cm. La velocidad del vehículo seestima en 60 km/hr y el impacto en cada piedra genera un incremento de la carga en un 20%. Se desea reacondicionar los resortes de la amortiguación para que estos cumplan la función. Las camionetas pesan 1,2 tonf.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Se debe redimensionar los resortes de las camionetas para que estas sean capaces de llevar una carga de 1000kgf y una fuerza de impacto de 1200 kgf., porun terreno empedrado a una velocidad promedio de 60 km/hr.

OBJETIVO
Dimensionar el resorte de la camioneta para que este sea capaz de soportar una carga de 1000 kgf y una fuerza de impacto de 1200 kgfa una velocidad de 60 km/hr por una ruta empedrada.

DATOS
Al considerar la existencia de dos resortes en la parte posterior de la camioneta, se dividirá la fuerzas solicitantes a la mitad. Fc 500kgf Fw  600kgf Fi  Fc  Fw Fuerza debido a al carga. Fuerza debido al peso de la camioneta Fuerza Inicial Fuerza de impacto σu  246ksi σy  0.6 σu  147.6  ksi τu  0.67 σu  164.82 ksi

Fimp  1.2 Fi  1320 kgf Material del resorte

AISI 5160

Ga  11000ksi

Ea  30000ksi

Docente: Ing. Miguel A. Ruiz Orellana

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ANALISIS
El 1. 2. 3. diseño de los resortes se puede dividir en tres etapas: Diseño preliminar del resorte. Diseño detallado del resorte. Verficación dinámica y especificaciones de construcción.

1) Diseño Preliminar del resorte
Aqui se procede a diseñar el resorte en sus dimensiones generales, para luego verificar si cumple en cuanto a resistencia ysu factor de seguridad, que debe ser mayor que "1". Por cuanto los pasos dentro de esta etapa serán:  Determinar el tipo de movimiento.  Determinar las fuerzas máximas y minimas del resorte, o alternantes y medias si es el caso de fatiga.  Calcular el Indice del resorte [C=D/d]  Calcular la tas del resorte [Ks]  Calcular las tensiones iniciales y medias y verificar si son inferiores a laresistencia del material.  Calcular el factor de Wahl [Kw]  Determinar la tenssión alternativa.  Obtener la resistencia a la fatiga del material.  Calcular el factor de seguridad a fatiga del resorte. si toda va bien hasta aqui.....

2) Diseño detallado del resorte.
Se detalla las caracter´siticas del resorte:  Definición de los parámetros del resorte.  Cálculo de la constante del resorte. Obtención del número de espiras, Longitud de cierre.  Determinación de las deformaciones iniciales y deformación de operación.  Determinación de la deformación hasta el cierre o golpe.  Cálculo de la longitud libre del resorte.  Obtención de la deformación total y la fuerza hasta el cierre del resorte.  Cálculo del esfuerzo a cierre en el resorte.  Obtención del factor de seguridad acierre.

3) Verficación dinámica y especificaciones de construcción.
Finalmente se verifica algunos parámetros en el resorte:  Verficación al pandeo.  Cálculo del peso de las espiras.  Determinación de la frecuencia natural del resorte.

DESARROLLO DEL DISEÑO DEL RESORTE 1) Diseño Preliminar del resorte
a) Determinar el tipo de movimiento.
Como se tiene una velocidad de: Un paso de 15cm Vel 60 km hr Vel fc   1061.03  rpm paso

paso  15cm

La frecuencia de variación de carga será:

Docente: Ing. Miguel A. Ruiz Orellana

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Como se conoce, el parámetro para determinar si un mecanismo o componente se encuentra sometido a fatiga, es la frecuencia de variación de la carga,...