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UNIVERDIDAD FERMÍN TORO
VICE-RECTORADO ACADÉMICO
FACULTAD DE INGENIERIA
MANTENIMIENTO MECANICO
CUESTIONARIO N°1
Autor: Julio ZambranoCI: V-24.529.870
Prof.: Luis RodríguezAsignatura: Diseño de elementos de maquinas II
Cabudare, 10 de mayo de 2016
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Se tiene un eje que utiliza cojinetes deslizantes tanto en el lado izquierdo como en el derecho. La carga radial que soporta, resultados de las ecuaciones de equilibrio, son: Rizq.=-387 J + 467 K lb. Y en el lado derecho Rder.= 316 J – 161 K lb. El eje tiene un diámetro de 2 pujadas y gira a 500 rpm. Diseñar el cojinete que funcione bajo condiciones de lubricación limite.
Nota: Debe explicar el porqué de lo que realice
Datos:Dmuñón=2 pulg
n=500 rpm
R Izq=(−387 J+467K ) lb
Rder=(316 J−161 K ) lb
Solución:
Primero debo representare las reacciones en un plano, ya que están en forma vectorial.
316 lb
-161 lb
Izquierdo
Derecho
476 lb -387 lb
Después proceder a hallar las fuerzas completas, a través de la ecuación de la hipotenusa la cual es:
H=√(CA)2+(CO)2
Para el lado derecho:
RDer=√(316)2+(−161)2→RDer=354,650 lb
Para el lado Izquierdo:
R Izq=√(467)2+(−387)2→R Izq=606,512 lb
Y (j)
Z (k)
X (i)
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Ya con las fuerzas encontradas trabajare con la mayor para mi diseño la cual es R Izq=606,512 lb
Procedo a buscar el diámetro del muñón y del cojinete:
Ya poseo el diámetro del muñón el cual es Dmuñón=2 pulg, considerando que el cojinete debe entrar a presión asumiré un diámetro de DCojinete=2 pulg.
Busco la relación de longitud la cual es: LD
=relación
Para la siguiente relación debo tomar en cuenta que para el cojinete, en forma típica la relación va de 0.5 a 2.0. Para cojinetes no lubricados (frotamiento en seco) o impregnados de aceite, se recomienda L/D = 1. Para cojinetes de carbón-grafito se recomienda L/D = 1.5. Como mi cojinete es un cojinete bajo condiciones de lubricación límite considerare 2.
Por lo tanto mi relación quedaría:
LD
=2→L=2∗2 pulg→L=4 pulg
Continúo calculando el valor de la presión por la fórmula: P= FLD
P= 606,512 lb2 pulg∗2 pulg
→P=75,814 lbpulg2
Prosigo calculando la velocidad lineal de la superficie del cojinete por la fórmula:
V= π∗D∗n12
V= π∗2 pulg∗500 rpm12
→V=261,799 piesmin
Continúo hallar el valor de PV
PV=(75,814 lbpulg2 )(261,799 pies
min )→PV=19848,029 psi / fpm
Como estamos diseñando debo hallar el facto de diseño, el cual se halla multiplicando por 2 el PV:
2 PV=39696,058
Este valor lo podremos utilizar como referencia para seleccionar el material del cojinete, utilizare la tabla 12-7 del libro Shirley, buscando un valor por en sima a este.
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Utilizare una fundición de bronce, ya que soporta el valor de PV y también soporta la carga que se le está aplicando.
Continuando buscare la holgura que debe tener el cojinete, este valor lo puedo encontrar teniendo las rpm y el diámetro del muñón en la figura 14-3 del libro Mot
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Busco la curva más próxima a donde se intercepten los puntos y me queda sumamente mínima, la holgura quedaría en 0,002pulg
Para finalizar hay que tener en consideración al momento de diseñar el uso de al menos 2 libros de elementos de máquinas, ya que cada libro tiene sus tablas y algunos especifican más que otros, también es importante destacar en este diseño el uso de la fundición de broce, ya que los cojinetes son elementos que están sometidos a muchas revoluciones por minuto lo cual hace que se eleven a altas temperaturas y este material tiene muy buenas propiedades térmicas y alta resistencia a la misma.
Nota: Los procedimientos realizados para el cálculo del cojinete, tablas, formulas y figuras se extrajeron de la plataforma de SAIA y de los libros de diseño de elementos sugeridos.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
- Mott, R (1992). Diseño de Elementos de Maquinas 2da Edición.- Budynas, R. Nisbett, J (2.008). Diseño en Ingeniería Mecánica de Shigley