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Nuevos Enfoques en el Diseño Optimizado de Juntas

Atornilladas y Soldadas

MSc.Ing. Edwin Peña

Febrero, 2.004

*Juntas Desmontables: Tornillos, pernos.

*Juntas Permanentes: Soldadas, pegadas.

*Juntas Desmontables Atornilladas.Principios de Diseño:*Tipo de carga a soportar*Requerimientos de hermeticidad*Materiales a unir*Vida útil esperada*Criticidad de la junta

Tipo de carga*Estática Ductilidad del material.*DinámicaNúmero de ciclos de carga, magnitud de la carga (min y máx.)

Tipo de carga según su efecto:*Flexión*Tracción (compresión)*Corte (puro o por torsión)

Requerimiento de hermeticidad:*A presión externa*A presión interna*Fluido a contener*Empaquetadura: Características físicas y químicas.*Apriete de estanqueidad

Comparacion de torques

0.0050.00

100.00150.00200.00

1 2 3 4 5 6 7

Diámetros en pulg

Torq

ue e

n Lb

f-P

ie

Diametro

TSAE

Tapli

Tperm

Materiales a unir*Creación de celdas galvánicas*Rigidez de la junta*Resistencia física y química*Espesores*Holguras geométricas

Vida útil esperada*Criterio de uso*Intensidad de trabajo*Mantenibilidad*Reemplazo*Costo

Criticidad de la junta*Factor de seguridad*Confiabilidad funcional*Factores adversos*Intesificadores de esfuerzo

Otros factores que afectan:*Condición de las superficies*Pérdida de apriete*Corrosión *Desalineación*Condición geométriica de orificio*Uniformidad de la carga

Intensificadores

*Ubicación*Magnitud*Clasificación

15% bajo la cabeza, 20% en el extremo libre de la rosca, y 65% en los hilos de la rosca en la cara de la tuerca

Ubicación de las fallas:

Intensificadores

*Ubicación*Magnitud*Clasificación

Clasificación:*Intensificadores Estáticos

Kt= Esfuerzo MáximoEsfuerzo Nominal

Clasificación:*Intensificadores Dinámicos

Kf= Esf. Máx. Prob. con muescaEsfuerzo Prob. Libre muesca

Valores convencionales de Kt*Hétenyi3,5 a 3,8*Rostcher2 a 2,3*Peterson3,85 a 4

Valores determinados en UC

Valores convencionales de KfGrad

oSAE

GradoMÉTRICO

ROSCA POR LAMINADO

ROSCA CORTADA

ENTALLE

0 a 2 3,6 a 5,8 2,2 2,8 2,1

4 a 8 6,6 a 10,9 3,0 3,8 2,3

Valores determinados en UC

0

1

2

3

4

5

6

7

0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55

Diámetros (in)

Fac

tore

s d

e co

nce

ntr

ació

n

Kt

Kf teóricos

Kf experimentales

*Juntas Permanentes Soldadas.Principios de Diseño:*Tipo de carga a soportar*Tipo de soldadura*Materiales a unir*Vida útil esperada*Tipo de junta*Criticidad de la junta

Tipo de carga*Estática Ductilidad del material.*DinámicaNúmero de ciclos de carga, magnitud de la carga (min y máx.)

Tipo de carga según su efecto:*Flexión*Tracción (compresión)*Corte (puro o por torsión)

Materiales a unir*Creación de celdas galvánicas*Rigidez de la junta*Resistencia física y química*Espesores*Altura del cordón

Vida útil esperada*Criterio de uso*Intensidad de trabajo*Mantenibilidad*Reemplazo*Costo

Criticidad de la junta*Factor de seguridad*Confiabilidad funcional*Factores adversos*Intesificadores de esfuerzo

Intensificadores

*Ubicación*Magnitud*Clasificación

Clasificación:*Intensificadores Estáticos

Kt= Esfuerzo MáximoEsfuerzo Nominal

Clasificación:*Intensificadores Dinámicos

Kf= Esf. Máx. Prob. con muescaEsfuerzo Prob. Libre muesca

Valores convencionales de Kt:Peterson: entre 2,7 y 3,4

Sorem: entre 3 y 4

Ransom:3,3 y 3,8

Valores obtenidos en UC de Kt

Kt Vs Altura de Cordon

02468

h

0.12

50.

250.

310.

380.

440.

500.

56

Altura de Cordon en Pulg

Kt Kt

Gracias........

E-mail:edwinp@telcel.net.ve

Cel:0414-4352011

Ofic:0241-8672814