Tornillos y uniones atornilladas

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  • Publicado : 3 de diciembre de 2010
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ALUMNO:

• Huarcaya Álvarez Noé Salvador

OBJETIVO:

1. Realizar una breve descripción teórica acerca de las uniones atornilladas.

2. Brindar nombre de empresas que sean proveedoras de pernos.

3. Mostrar catálogos, en los cuales se especificara la designación de cada perno.

4. Hacer un ejemplo comparativo basado en otra tabla brindadas por fabricantes.

FUNDAMENTOTEÓRICO:

TORNILLOS Y UNIONES ATORNILLADAS

Se suele utilizar la siguiente terminología para las roscas de tornillos:

p (paso): Distancia entre dos hilos adyacentes.
l (avance): Distancia que avanza una tuerca cuando se le da una vuelta. Hay roscas dobles y triples, con las cuales se avanza dos o tres veces el paso respectivamente.

En la figura se indica la nomenclatura deroscas.

[pic]

Tornillos y pernos.

Si un elemento está diseñado para quedar instalado en un agujero roscado se denomina tornillo. Se aprieta aplicando par a la cabeza.

Si está diseñado para instalarse con tuerca se denomina perno, y se aprietan con par de torsión a la tuerca.
Un espárrago es un perno con rosca en los dos extremos.

Tensión en juntasatornilladas.

El análisis de la tensión en juntas atornilladas se hará a partir de la figura
Además se definen las siguientes variables:

- Fi = precarga inicial
- kp= rigidez del perno
- km = rigidez de las piezas sujetadas
- P = carga que se aplica

[pic]

Se supone que el perno tiene una precarga inicial y se aplica una carga P. Estacarga P se reparte entre el perno y las piezas unidas: Pp y Pm respectivamente. El reparto depende de la relación entre las rigideces de ambos elementos (siempre que se mantenga el contacto). Efectivamente deben cumplirse las siguientes ecuaciones:

La figura esquematiza gráficamente cómo se reparte la carga P en un perno ya precargado, obsérvese que el perno es menos rígido quelas piezas que sujeta.

Es importante resaltar que las ecuaciones deducidas hasta ahora para el reparto de la carga entre perno y piezas (con precarga) son válidas en tanto que se mantenga algo de la compresión inicial de las piezas. Si la fuerza P es suficientemente grande para eliminarla, el perno soportaría toda la carga.

Del estudio realizado se deduce que es importante precargar lospernos:

- Desde el punto de vista de fatiga (fluctuación menor de la carga).
- Para mejorar el efecto de aseguramiento.

Para conocer la precarga a aplicar en un perno se mide el par de torsión de apriete (llave torsiométrica).

Juntas con empaquetadura.

En algunos casos puede haber más de dos miembros abarcados por el perno/tuerca, actuarían como resortes en serie con una rigidezresultante, k:

[pic]

En las juntas con empaquetadura la disposición de la junta condiciona el cálculo de la rigidez km

a) empaque no colocado en ranura..

b) anillo en "O" en el que el sellado se realiza por la presión p.

c) empaque en ranuras en el que el sellado se efectúa por compresión.

En la mayoría de los casos los valores de E de estas juntas son muy pequeños en comparación conlos de los metales: esto significa que se pueden suponer rigideces ∞ de las partes del metal y sólo se utiliza la del empaque para km.

Precarga de pernos: carga estática y carga de fatiga.

Carga estática.

Anteriormente se halló la carga a la que está sometido un perno precargado con Fi y con una carga externa actuando, P:

[pic]

Carga de fatiga.

Para este análisis es necesariodeterminar la carga media y alternante. Conociendo la variación de P se pueden deducir. Suponiendo por ejemplo que P varía entre 0 y P: [pic]

De las dos expresiones anteriores se puede deducir la componente alternante y media de la carga, suponiendo que el área efectiva del perno es At:

[pic]

A partir de las ecuaciones anteriores y utilizando el criterio de Goodman modificado:

se puede...
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