S GRUPO 6

UNIPNES ATORNILLADAS

II.1: UNIONES CON EMPAQUETADURA EN TODA LA SUPERFICIE DE LA BRIDA

Miembro 1 Clasificación del

Diámetro de los

X1 L1 pernos (dp) y

miembro2 X3 db L2 areas de esfuerzo

tabla N°1

X2 Xb L3

Miembro

1. Constantes de rigidez

Kb = constante de rigidez del pernoK1, K2, K3 son constantes de rigidez de los miembros respectivamente Kn = constante resultante de los miembros

1Kn

− 1K 1

+ 1K 2

+ 1K3

K = constante de rigidez de toda la unión

K= KbKb+Kn VALORES DE K: TABLA N°3

2. FUERZA DE AJUSTE INICIAL (F1):Es la carga de asentamiento inicial, con lo que la empaquetadura se amolda en las irregularidades de la brida y permite que el fluido escape al exterior.

TIPOS DE AJUSTE INICIAL:

a) Ajuste empírico o manual.- se realiza con la mano del operador.

Fi=8000d b' ' libras db = diámetro del perno. (Para cada perno)

b) Ajuste controlado : se realiza con un torquimetro

T= X . db = Fi (Lbs-pulg) donde T= torque de ajuste.

X 0.1@ 0.15 pernos lubricados

X 0.2 para pernos secos(no lubricados)

db Fi

3. DISTRIBUCION DE LA FUERZA EXTERIOR (Fe)Fe=Fb+Fm

Fe = Es la fuerza exterior que resiste la unión.Fm = Parte de la fuerza externa que toman los miembros (bridas más la empaquetadura)Fb = parte de la fuerza exterior que toman los pernos

Se demuestra que:

Fb=K Fe y Fm=(1−K ) Fe

4. CARGA FINAL SOBRE LOS PERNOS (F):

F = Fi + Fb = Fi + KFe ======== > F = Fi + KFe Los pernos se tensan debido a: Fe

5. CARGA FINAL SOBRE LOS MIEMBROS ( Fc):

Fc=Fi+Fm=Fi− (1−K ) Fe Los miembros se comprimen debido a Fe

Como la carga de tensión es de signo negativo:

Fc=(1−K ) Fe−Fi………………….(α)

tan∝=Kb= Fb∆∂b

tanθ= Fm∆∂m

=Km

como :∆∂m=∆∂b

FbKb

= FmXm

Fb= KbKm

(Fm )

También

Fb=KFe= KbKb+Km

(Fm+Fb)

F=Fi+Fb=Fi+KFe

Observamos que:

a) Fc=Fi−Fm donde Fc = es la carga de comprensión final sobre los miembros

Fe=Fb+FmSI Yo−Fo Se produce la rotura o separación

b) Deformación final de los pernos de igual s deformación debido al ajuste inicial más la deformación debido a la inercia anterior o de trabajo

∂bf=∂bi+∆∂b

c) Deformación final de los miembros es igual de la deformación debido al ajuste inicial menos la recuperación debido a la fuerza interna.∂mF=∂mi−∆∂m

6.- CONDICIONES DE APERTURA

Cuando la fuerza exterior se iguala a la fuerza de rotura( llamada también fuerza de apertura), la unión se abre y la fuerza de comprensión en los miembros es nulo:

SI Fa=Foentonces Fo=O

Fe=Fo=¿=¿=¿>Fo=0

Luego en (α):

0=(1−K ) Fe−Fi=¿=¿=¿=¿Fo= Fi1−K

………. (β )

Fo = Fuerza de rotura, con esta carga la unión falla además la fuerza de apertura se puede expresar en función de la carga exterior.

En (β): CFe= Fi1−k

=¿=¿=¿=¿Fi=C (1−k )Fe

Fo=CFe

Donde C es la constante de distanciamiento y es igual al consiente de la presión de prueba entre la presión de

trabajo: C≥ PpP

y para un buen diseño está comprendido:

C=1.2@2