IMM280 – Proyectos en Elementos de Máquinas Ayudantía – 5 (12/12/15)

Tabla N°1 Tipos de extremos de resortes de compresión

Problema 1: Determinar por resistencia y comprobar por fatiga para vida infinita el diámetro único del eje del ventilador de la figura N°3, torneado (maquinado) en acero SAE 1045. Utilizar un factor de seguridad estático de 2.5 . Todas las distancias están en [mm]. Se puede considerar despreciable el peso del eje y la carga axial (Fa=0). Datos: Potencia:= 800 HP , resistencia del material del eje Su = 600 [MPa] Sy = 400 [MPa], Velocidad del eje: 900 rpm, Masa ventilador Gv : 1700 kg, Masa polea Gp : 300 kg, Relación entre tensiones entre correas: TL = 3 TS

Nota: se puede utilizar un valor de sensibilidad a la muesca de qs=1.0

Problema 2: El resorte helicoidal de compresión de la figura N°2 tiene 6.75 espiras totales, una longitud libre de 96 [mm], un diámetro exterior de la bovina de 52 [mm], siendo el diámetro del alambre de 10 [mm]. El material del alambre es un ASTM A227 (alambre trefilado duro, E=196.5 [GPa], G=78.6[GPa]). Si los extremos del resorte son a escuadra y aplanados “Squared and Ground”, se pide calcular: a) El índice del resorte C, la constante de rigidez del resorte k, la longitud sólida, y el esfuerzo cuando el resorte

se comprime hasta su longitud sólida.

b) El factor de seguridad que previene contra una falla por fluencia estática cuando el resorte se comprime hasta su longitud sólida

c) El factor de seguridad que previene contra una falla por pandeo, considerando el resorte apoyado entre

superficies planas paralelas d) El factor de seguridad a la fatiga para vida infinita cuando la carga varía entre 1000 y 3000 [N]. Considerar el

resorte sin precarga y un material no granallado.

Tabla N°2 Materiales para resortes

Problema 3: En la figura se observa un sistema de transmisión por cadena que se utiliza para levantar una carga de 500 N con velocidad constante. La rueda tiene 25 dientes y es quien recibe la potencia del motor. Mientras que la otra, instalada en el eje que sube la carga, tiene 25 dientes también y su diámetro es de 200 mm. Todas las medidas están en [mm]. Material de acero del eje Sy=450 [MPa] , Su= 650 [MPa]. Si el diámetro de sujeción del tambor de elevación es D= 650 [mm], se pide: a) Determinar el diagrama de cuerpo libre del eje. b) Determinar el diagrama del momento de torsión en el eje y el diagrama del

momento de flexión. c) Calcule el diámetro del eje para vida infinita, considere un eje de igual diámetro en

toda su sección (use Kf=2,1 y Kfs=2,5) y factor de seguridad 1.8. Laminado en caliente.