Principios De Funcionamiento, Operación Y Programas De Mantenimiento De Las Turbinas Hidráulicas

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior

La Universidad del Zulia

Núcleo Costa Oriental del Lago

Elementos de Máquinas I

“ANÁLISIS DEL FACTOR DE SEGURIDAD DE UNA GRÙA DE TALLER EN LOS PERNOS Y JUNTAS SOLDADAS”

Autores:

Kendry Leal C.I: 20.255.456

Antonio Figuera C.I: 19.327.463

Prof. Ing. Yoselin Bermúdez

Cabimas, Julio de 2011

Descripción:

Se estudiará el mecanismo de una grúa de taller que se utiliza para elevar motores, el cual consta con un solo gato hidráulico que soporta un peso de 29,4 kN, o una masa máxima de 3 Toneladas por medio de un gancho, tal cual en la figura.

Análisis de la estructura

Análisis Perno # 1

Tenemos dos fuerzas en la misma dirección que se sumaran

F1= 29.4 kN

F2= 49.25 kN

F12= 78.75 kN

Se selecciona un perno 5/8‘’ SAE GRADO 1 con Sy= 92ksi

τ_3=(2 x 78.75 kN)/(π〖(0.0158m)〗^2 )= 200824.4155kPa x 0,00014504Psi/1Pa=29127.57322Psi

El esfuerzo cortante será:

τmax=τ_1=29127.57322Psi

Ahora se procede a calcular el factor de seguridad: Aplicando la teoría del esfuerzo cortante máximo (TECM):

N=Sy/2τma

N=(92x〖10〗^3 Psi)/(2x(29127.57322)Psi)=1.58

N = 1.65

Este factor de seguridad a pesar de ser menor que el del perno anterior, es evidente que sigue siendo un adecuado factor de seguridad.

Perno #2

Análisis de fuerzas sobre el perno.

Análisis estático para encontrar la reacción vertical del gato.

∑▒〖MA=0〗

(0.77xFgy)-(2.06x29.4)=0

Fgy=78,65 kN

∑▒〖Fy=0〗

Fs=F-Fgy

Fs=49,25 kN

Triángulo de fuerzas del gato hidráulico: Conociendo la componente vertical del triángulo de la fuerza del gato (Fgy) por análisis estático, y conociendo el ángulo de inclinación de la fuerza resultante podemos conocer la magnitud de la resultante y la componente en X, con un trazo en sus sentidos y cerrando el triángulo de fuerzas.

El ángulo entre las fuerzas para calcular la resultante será:

∝=7,65º

Fr=√(〖F1〗^2+〖F2〗^2-2 cos⁡〖α x F1 x F2〗 )

Fr=√(〖(29.4 kN)〗^2+〖(9.8 kN)〗^2-2 cos⁡〖(7.65°)x 29.4kN x 9.8 kN〗 )

Fr= 19,7 kN

Seleccionamos un perno 1 ‘’ SAE GRADO 2 con Sy= 36ksi

τ_2=(2 x 19.7 kN)/(π〖(0.0254m)〗^2 )=19439.22 kPa x 0,00014504Psi/1Pa=2819,46Psi

El esfuerzo cortante será:

τmax=τ_2=2819,46Psi

Ahora se procede a calcular el factor de seguridad: Aplicado la teoría del esfuerzo cortante máximo (TECM):

N=Sy/2τma

N=(36x〖10〗^3 Psi)/(2(2819.46Psi))=6,38

N = 6.38

El factor de seguridad es alto, se

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