PROBLEMAS DE TORNILLO
Enviado por klimbo3445 • 22 de Marzo de 2018 • 3.054 Palabras (13 Páginas) • 1.702 Visitas
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SOLUCIÓN:
El agarre es 0.5 + 0.5 + 0.095 = 1.095 pulg. Mediante la ecuación (8-22) con l = 1.095 y d = 0.5 pulg, se tiene
[pic 31]
En la tabla 8-8, A = 0.787 15, B = 0.628 73. La ecuación (8-23) da
[pic 32]
[pic 33]
Para este caso, la diferencia entre los resultados de las ecuaciones (8-22) y (8-23) es menor a 2%.
EJEMPLO 8-3:
Un perno pulg-16 UNF SAE grado 5 está sometido a una carga P de 6 kip en una unión a tensión. La tensión inicial es. La rigidez del perno y la unión son kb = 6.50 y km = 13.8 Mlbf/pulg, respectivamente.[pic 34][pic 35][pic 36]
a) Determine los esfuerzos de precarga y de carga por servicio en el perno. Compárelos con la resistencia de prueba mínima SAE del perno.
b) Mediante la ecuación (8-27), especifique el par de torsión necesario para desarrollar la precarga.
c) Especifique el par de torsión necesario para desarrollar la precarga, usando la ecuación (8-26) con f = fc = 0.15.
[pic 37]
SOLUCIÓN:
De la tabla 8-2, At = 0.373 pulg2.
- El esfuerzo de precarga es
[pic 38]
La constante de rigidez es
[pic 39]
De la ecuación (8-24), el esfuerzo bajo la carga de servicio es
Respuesta:
[pic 40]
[pic 41]
De la tabla 8-9, la resistencia de prueba mínima SAE del perno es Sp = 85 kpsi. Los esfuerzos de precarga y de carga por servicio son, respectivamente, 21 y 15% menos que la resistencia de prueba.
b) De la ecuación (8-27), el par de torsión para lograr la precarga es
Respuesta:
[pic 42]
c) El diámetro menor puede determinarse a partir del área menor de la tabla 8-2.
[pic 43]
. Por lo tanto, el diámetro medio es[pic 44]
. El ángulo de avance es[pic 45]
[pic 46]
Para α = 30°, la ecuación (8-26) da
[pic 47]
[pic 48]
Que es 5.3% menor que el valor que se encontró en el inciso b).
EJEMPLO 8-4:
En la figura 8-19 se presenta la sección transversal de un recipiente a presión de hierro fundido grado 25. Se debe usar un total de N pernos para resistir una fuerza de separación de 36 kip.
[pic 49]
a) Determine kb, km y C.
b) Calcule el número de pernos que se requieren para un factor de carga de 2 donde los pernos pueden reutilizarse cuando se separe la unión.
SOLUCIÓN:
a) El agarre es l = 1.50 pulg. A partir de la tabla A-31, el espesor de la tuerca es 35
64 pulg. Si se agregan dos roscas más allá de la tuerca de 2 11 pulg se obtiene una longitud del perno de
[pic 50]
De la tabla A-17 el siguiente tamaño de perno fraccionario es L = 214 pulg. De la ecuación (8-13), la longitud de rosca es LT = 2(0.65) + 0.25 = 1.50 pulg. Por ello, la longitud de la porción no roscada en el agarre es ld = 2.25 − 1.50 = 0.75 pulg. La longitud roscada en el agarre es lt = l − ld = 0.75 pulg. De la tabla 8-2, At = 0.226 pulg2. El área del diámetro mayor es Ad = π(0.625)2/4 = 0.3068 pulg2. Entonces, la rigidez del perno es
[pic 51]
Respuesta:
[pic 52]
[pic 53]
De la tabla A-24, para el hierro fundido núm. 25 se debe usar E = 14 Mpsi. La rigidez de los elementos, de la ecuación (8-22), es
Respuesta:
[pic 54]
[pic 55]
Si está usando la ecuación (8-23), de la tabla 8-8, A = 0.778 71 y B = 0.616 16, y
[pic 56]
[pic 57]
[pic 58]
[pic 59]
Que es sólo 1.6% menor que el resultado anterior. Del primer cálculo de km, la constante de rigidez C es
Respuesta:
[pic 60]
b) De la tabla 8-9, Sp = 85 kpsi. Después, mediante las ecuaciones (8-30) y (8-31), se encuentra que la precarga recomendada es
[pic 61]
[pic 62]
En el caso de N pernos, la ecuación (8-28) puede escribirse
[pic 63]
O bien
[pic 64]
Con seis pernos, la ecuación (1) da
[pic 65]
Que es mayor que el valor requerido. Por lo tanto, se eligen seis pernos y se usa la carga de apriete recomendada.
EJEMPLO 8-5:
En la figura 8-21
[pic 66]
Una conexión utiliza tornillos de cabeza. La unión está sometida a una fuerza fluctuante cuyo
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