Pensum

DISEÑO MECÁNICO II Tornillos y Sujetadores
EMERSON ESCOBAR NÚÑEZ UAO

Diseño Mecánico II Emerson Escobar N.

La naturaleza trivial o no trivial de los sujetadores

Un avión moderno contiene millones (2.4 x 106) sujetadores

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Un Ejemplo de la vida real
Un choque mortífero debído a la falla de un tornillo de potencia ocurrió en la aerolínea Alaskaen el vuelo 261, Enero 31de 2000

http://www.ntsb.gov/events/2000/aka261 (accessed Oct. 8, 07)
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Un Ejemplo de la vida real

Tornillo de potencia recuperado
• Tornillo adjunto al estabilizador horizontal • Separado de la tuerca ACME • Los hilos de la tuerca permanenen sobre el tornillo
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Una vista más cercanade la rosca
Hilos rasgados

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Un Ejemplo de la vida real (cont..) Antes
Falla por cortante

Después

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Tornillo de potencia con retén inferior (Tuerca)
• No se encontró grasa en el área de trabajo del tornillo • Aceite fue encontrado en la terminal superior del tornillo • Grasa de color rojizo fue encontrada enla terminal inferior con marcas de contacto de la tuerca • Tuerca fracturada
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Resumen
El concejo de seguridad determinó que la causa más probable de este accidente fue una pérdida de pitch control como resultado de la falla durante el vuelo del sistema estabilizador controlado por el tornillo de potencia. La falla del tornillo fue ocasionada porinsuficiencia de lubricación del tonillo de potencia derivando en un excesivo desgaste

FAIRING

ACCESS PANELS

GREASE GUN

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Sujetadores roscados: Introducción
Se deben considerar las fallas por carga estática y las fallas por fatiga
Tornillos roscados (simple, doble, triple, etc) Roscas helicoidales de paso p, avance L, y ángulo de avance λ.

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Geometría de la rosca: Roscas unificadas e ISO
p = Paso L = Avance λ = Ángulo de avance
Área de esfuerzo = P/A basado enel promedio de los diámetros base y de raíz Nota: Variaciones sobre la raiz para reducir la concentración de esfuerzo
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Rosca ACME

Tabla 10.1a: Dimensiones básicas de las roscas de tornillo unificadasE.g., ¼ in-20 UNC, ¼ in-28 UNF

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Table 10.2: Dimensiones básicas de las roscas métricas de tornillo ISO

E.g., M8x1.25

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Roscas para tornillo de potencia
Más común

ACME

dr diá de raiz; d diá princ; dm = (d +dr)/2 diá de paso medio

cuadrada

Cuadrada modificada

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Tornillos de Potencia
Los tornillos de potencia convierten movimiento rotacional en movimiento lineal con una gran ventaja mecánica (prensas, gatos mecánicos, abrazaderas)
Peso W

Fuerza F

Peso soportado por tres gatos mecánicos (los miembros sombreados rotan)
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Tipos de Sujetadores Roscados

Tornillos y pernos, su uso depende de laaplicación

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Tornillos comúnes (y pernos) tipos de cabeza

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Materiales para sujetadores y métodos de manufactura
Aceros (y aleaciones de Al): SAE Specs, carga de prueba, Sy, Su etc

Carga de prueba = Carga a tensión máxima que no produce deformación permanente
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Materialespara sujetadores y métodos de manufactura

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Tamáños estándares de roscas para tornillos de potencia
Hilos por pulgada Diámetro máximo
ACME y ACME modif
Cuadrada y cuadrada modificada Trapezoidal

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Fuerzas en los tornillos de potencia
Considere desenrollar una vuelta de la rosca

L = avance λ = ángulo de...