DISEÑO DEL TORNILLO DE POTENCIA
Noname EitherExamen16 de Diciembre de 2022
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MEMORIA DE CALCULOS
DISEÑO DEL TORNILLO DE POTENCIA
DATOS DE ENTRADA
Esfuerzo de diseño: 32 KPSI
Fricción en el collar (Uc): 0.15
Fricción en la tuerca (U): 0.18
Peso de la compuerta: 10 Tn = 22046.23 lb
Coeficiente de fricción para pares roscados (Tabla)
[pic 1][pic 2]
Coeficiente de fricción de collarín de empuje (Tabla)
[pic 3][pic 4]
Elegimos Rosca Cuadrada
Peso total: 22046.23 lb = 22046.23 lb incluyendo los esfuerzos de subida Diametro medio del collar = Dc= 1.5(D)
- Determinamos el diámetro Exterior del tornillo
1.5 = factor de concentración de esfuerzos
[pic 5]
b) tornillo d=4”; n=2 hilos /pulg y p=4”
[pic 6]
c)Para hallar el torque para izar la compuerta
[pic 7]
d) Evaluando la eficiencia del izaje inherente al tornillo
[pic 8]
e) Calcular la altura “B” de la tuerca en base al esfuerzo de aplastamiento
[pic 9]
[pic 10]
Resumen de resultados
Diseño del tornillo de potencia[pic 11][pic 12][pic 13] | ||
Tornillo de potencia | Rosca Cuadrada | |
Peso de la compuerta (Wc) | Lbs | 22046.23 |
Fuerza para vencer entre la compuerta y guías (Wf) | Lbs | 0 |
Esfuerzo de diseño en tensión (tornillo) | Psi | 10000 |
Esfuerzo de aplastamiento entre filetes | Psi | 777.618517 |
Factor de fricción en el collar(uc) | Adimensional | 0.15 |
Factor de fricción en la tuerca(u) | Adimensional | 0.18 |
Diametro medio del collar (dc) | 1.5*d | |
Factor de concentración de esfuerzos (kf) | Adimensional | 2 |
INCISO A) | ||
Carga total | Lbs | 22046.23 |
Diámetro de raíz (dr) | Pulg. | 2.37 |
Diámetro exterior del tornillo, nominal (d) | Pulg. | 4 |
INCISO B) | ||
Diámetro nominal (d) | Pulg. | 4 |
Número de hilos por pulgada | Hilos/pulg. | 2 |
Paso (p) | Pulg. | 4 |
Diámetro medio (dm) | Pulg. | 3.7 |
Avance (L) | Pulg. | 4 |
Angulo de hélice de la rosca | Rad. | 0.3314 |
Angulo de hélice de la rosca | ° | 18.9893 |
INCISO C) | ||
Diámetro medio del collar (dc) | Pulg. | 6 |
Torque de accionamiento de la compuerta (Te) | Lbs-pulg. | 32707.4 |
Torque de descenso de la compuerta (Td) | Lbs-pulg. | 16223 |
INCISO D) | ||
Torque ideal (To) | Lbs-pulg. | 14033.89 |
Eficiencia Tornillo-Tuerca (N) | % | 62 |
Eficiencia Combinada (Nc) | % | 43 |
INCISO E) | ||
Esfuerzo de aplastamiento | Psi | 777.618517 |
Altura de filete de la rosca (h) | Pulg. | 2 |
Altura de la tuerca (B) | Pulg. | 4.878 |
Esfuerzo de corte en el tornillo | Psi | 1821 |
Esfuerzo de corte en la tuerca | Psi | 1079 |
Ancho de filete de la rosca (b) | Pulg. | 2 |
Diseño del tornillo sin Fin:
El tornillo sin fin será diseñado para uso de levante de la compuerta de forma manual como para que sea levantada por un motor eléctrico con reductor de velocidad.
Los datos brindados fueron que la carga es 10 toneladas y la velocidad de subida seria 50 cm /min con estos datos podemos encontrar cuanta potencia necesitara el sistema
P= FD
t
P=10000∗9.8∗0.00833=816.34 W =1.09 Hp
DATOS DEL PROBLEMA: TORNILLO SIN FIN
- Velocidad de Entrada (RPM): 60
- Potencia de Salida (HP): 1.14
- Reducción: 30
- Duración del Servicio (hrs/día): 2
- Tornillo sin Fin: Acero
- Rueda Dentada: Bronce – Fundición en Moldes de Arena
- Máquina: Choques moderados
GEOMETRÍA
- # Entradas del gusano (iw): 2
- # Dientes de la rueda (Ng): 2 × 30 = 60
- Para eliminar diente de cazador: Ng – 1 = 59
- Reducción de velocidad (mg): 59 / 2 = 29.5
- Vel. Salida o piñón (RPM): 60 / 29.5 = 2.03
[pic 14]
De la figura 11 : tenemos que nuestra distancias de centros es aproximadamente 250 mm= 9.843 pulg
Hallamos el diametro del paso del gusano
9.8430.875
Dw= 2.2∗25.4 =85.385 mm=3.362 pulg[pic 15]
Diametro de la rueda (DG)
Dg=2∗c−Dw
Dg=2∗9.843−3.362=16.324 pulg=414.615 mm
Paso Axial (p):
[pic 16]
p= π dg = π∗16.323 =21.709 mm=0.855 pulg
Ng∗25.4 60∗25.4
Avance (L):
L=iw∗p
L=2∗0.855=1.709 pulg=43.418mm
Angulo de presión escogido sera 20°
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