Diseño de Elementos - Problema 2 [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA FACULTAD DE CIENCIAS Y FISICAS FORMALES ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECÁNICA, MECÁNICA ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA

DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS Practicas DOCENTE: Ing. JULIO SIERRA

ALUMNO: DIAZ ZEGARRA MARIO

AREQUIPA – PERÚ 2018

Problema 2. En la figura hay un conector soldado que se diseñó de manera tentativa para unirse por medio de pernos a un canal, a fin de transferir la carga de 2500 lbf al canal. El canal es de acero de bajo carbono laminado en caliente y muestra una resistencia mínima a la fluencia de 46 kpsi; las dos placas de conexión son de material laminado en caliente y tienen una Sy mínima de 45.5 kpsi. El conector se va a unir con seis pernos estándar SAE grado 2. Verifique la resistencia del diseño calculando el factor de seguridad para todos los modos posibles de falla.

2500 6

Carga directa de cada perno:

𝐹=

= 417 𝑙𝑏𝑓

Momento hasta el eje de los pernos

𝑀 = 2500(5) = 12500 𝑙𝑏𝑓. 𝑖𝑛

Fuerza por el momento en los pernos externos:

𝐹′ =

12500 5 2

4∗( )

= 1250 𝑙𝑏𝑓

𝐹𝑅 = √𝐹 2 + 𝐹 ′2 = √4172 + 12502 = 1318 𝑙𝑏𝑓

Fuerza resultante combinada:

𝐶𝑎𝑛𝑎𝑙 𝑆𝑦 = 46 𝑘𝑝𝑠𝑖 𝑇𝑜𝑟𝑛𝑖𝑙𝑙𝑜 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 2 𝑆𝑦 = 57 𝑘𝑝𝑠𝑖 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑐ℎ𝑎 𝑆𝑦 = 45. .5 𝑘𝑝𝑠𝑖 𝑆𝑠𝑦 (0.577)(57000) 𝜋(0.625)2 𝐴𝑠 = = 0.3068 𝑖𝑛2 → 𝑛 = = = 7.66 1318 4 𝜏 0.368 3 Cojinete en el tornillo: 𝐴𝑏 = (0.625) ( ) = 0.117𝑖𝑛2 ; 𝑛 = 16

𝑛=

Cojinete en el canal:

46000 1318 0.117

1

1318 0.117

= 5.07 𝑅𝑝𝑡𝑎

= 4.08 𝑅𝑝𝑡𝑎

𝐴𝑏 = (0.625) (4) = 0.1563𝑖𝑛2 ; 𝑛 =

Cojinete en el plato:

57000

45500 1318 0.1563

= 5.40 𝑅𝑝𝑡𝑎

Esfuerzo del plato: 0.25(7.53 − 0.6253 ) 0.25(0.625) 1 5 − 2[ + ( ) ( ) (2.5)2 ] = 6.821𝑖𝑛4 12 12 4 8 𝑙𝑏𝑓. 𝑖𝑛 𝑀 = 6250 𝑐. 𝑝𝑙𝑎𝑡𝑜 𝐼=

𝑀𝑐 6250(3.75) = = 3436 𝑝𝑠𝑖 𝐼 6.821 45500 𝑛= = 13.2 𝑅𝑝𝑡𝑎 3436 𝜎=