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2 Bibliografía específica recomendada Diseño en ingeniería mecánica. Shigley, J. E.; Mischke, Charles R.. McGraw- Hill, Machine Design. Robert L. Norton. Prentice Hall, New Jersey ELEMENTOS DE MÁQUINAS. Volumen XIII, DECKER. Ed. URMO, S. A PROBLEMAS DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS. Volumen XIV, DECKER. Ed. URMO, S. A DISEÑO DE MÁQUINAS, Teoría y 320 problemas resueltos. A. S. Hall; A. R. Holowenco y H. G. Laughlin. McGraw-Hill, PROBLEMAS DE CÁLCULO CONSTRUCCIÓN Y ENSAYO DE MÁQUINAS. José M. Sierra Velasco, José Esteban Fernández Rico. Servicio de Publicaciones de la Universidad de Oviedo

3 Estructuración de contenidos

4 Aplicación del tornillo de potencia a un proyecto de soterramiento de contenedores.

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39 Se utilizan para convertir un movimiento de rotación en un movimiento de avance lineal. Suministran un medio para obtener gran ventaja mecánica en la elevación o traslado de grandes cargas. Se necesitan roscas especiales.

40 1.- Roscas

41 1.1.- Roscas trapeciales, DIN 103 Ejemplo denominación: Tr 50 x 24 P8 Rosca trapecial ISO, DIN 103 P h 3 H 1 R P h 3 H 1 R P h 3 H 1 R 1,5 0,9 0,75 0,15 8 4,5 4 0, ,25 1 0, ,5 0, ,75 1,5 0, ,5 5 0, ,25 2 0, ,5 6 0, ,75 2,5 0, ,5 3 0, ,5 0, d 2 = d - 0,5 P ; d 3 = d - 2h 3

42 Combinaciones para la rosca trapecial ISO, DIN 103

43 1.3.- Materiales en husillos y tuercas. Fabricación de los husillos: Por arranque de viruta. Por laminación. - Resistencia a tracción más elevada - Más resitencia al desgaste - Mayor resistencia a la fatiga -Mayor resistencia a la corrosión -... Tolerancia de fabricación. 7e en husillos y 7H para las tuercas. Defectos de rectitud. Para Tr 16 a 24 máx. 0,8 mm/m y para Tr 28 a 70 máx. 1,2 mm/m.

44 Tuercas : Se consiguen mejores condiciones de deslizamiento en los flancos utilizando tuercas de, - Bronce-Al DIN Bronce al zinc DIN 1705, Din Bronce rojo DIN Fundición gris si husillos en acero templado endurecido

45 Aplicaciones de los tornillos de potencia :

46 Aplicaciones de los tornillos de potencia :

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48 2.- Esfuerzos, rozamiento, rendimiento, autorretención. Q = N. // p = 0,6 m. // l = 9 m. F = N F= 200 N. // r = 150 mm. // p= 2,5 mm. Q = N ( N)

49 Análisis de esfuerzos en tornillos de rosca cuadrada : tg = p /.d p Elevación Descenso

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52 Coeficientes de fricción : La experiencia indica que para flancos bien mecanizados y engrasados: El coeficiente de rozamiento tornillo-tuerca está entorno a 0,15 0,05 ; Rendimiento: ROSCA -TRAPECIAL = = Para un tornillo con rosca cuadrada, = 0 y ROSCA-CUADRADA = W obtenido W aportado 1 tg.cot 1 cos tg.cot cos

53 Fig Rendimiento para un tornillo de potencia con rosca trapecial, = 15º

54 Dimensiones Ext. x paso Diámetro medio flancos d 2 Ángulo de hélice, d 2 = d - 0,5.P tg = p.d 2 Rosca trapecial Rendimiento % Elevación cos tg.cot cos 16 x 4 P4 14 5,19º = 15º 39,8 % 20 x 4 P4 18 4,04º = 15º 30,9 % 24 x 5 P5 21,5 4,23º = 15º 31,9 % 28 x 5 P5 25,5 3,57º = 15º 28,3 % 30 x 6 P6 27 4,04º = 15º 30,9 % 32 x 6 P6 29 3,76º = 15º 29,4 % 36 x 6 P6 33 3,31º = 15º 26,8 % 40 x 7 P7 36,5 3,49º = 15º 27,9 % 44 x 7 P7 40,5 3,14º = 15º 25,8 % 48 x 8 P8 44 3,31º = 15º 26,8 % 50 x 8 P8 46 3,16º = 15º 25,9 % 52 x 8 P8 48 3,03º = 15º 25,2 % 60 x 9 P9 55,5 2,95º = 15º 24,7 % 70 x 10 P ,80º = 15º 23,7 % Tabla 5.- Ángulo de hélice y rendimiento en tornillos de rosca trapecial, con = 0,15 El rendimiento varía del 23,7 % al 40 %.

55 3.- Resistencia Tensión de comparación. Tensión admisible. Tensión de tracción o de compresión: = ; { A k = }; [38.9] Tensión de torsión: ; [38.10] Tensión de comparación: v = ; Tensión admisible, para roscas trapeciales: adm 0,2. B cuando los esfuerzos son pulsatorios y adm 0,12. B cuando los esfuerzos son alternativos, siendo B la resistencia a la tracción del material del husillo para roscas en diente de sierra (base de la rosca muy redondeada): adm 0,25. B cuando los esfuerzos son pulsatorios y adm 0,16. B cuando los esfuerzos son alternativos. Q T TOTAL A k 0,2. d d

56 DIMENSIONES DE ROSCA ESFUERZO MAX. TRACCIÓN ESFUERZO MÁXIMO DE COMPRESIÓN EN KP. SEGÚN LONGITUD DE HUSILLO EN M. Y FACTOR DE SEGURIDAD 6 0,15 0,20 0,30 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50 3,00 4,00 5,00 Tr. 10 x , Tr. 12 x ,5 35,4 15,7 8,9 5,6 3, Tr. 14 x ,2 24,6 13,8 8,8 6,1 4,5 3,4 2, Tr. 16 x , ,1 9,6 7,4 5,8 4,7 3,3 1,8 - Tr. 20 x ,8 97,7 62,5 43,4 31,9 24,4 19,3 15,6 10,8 6,1 3,9 Tr. 24 x ,2 64,8 49,6 39,2 31, ,4 7,9 Tr. 28 x ,5 141,2 108,2 85,6 69,2 48, ,3 Tr. 30 x ,5 57,3 32,2 20,6 Tr. 32 x ,3 79,4 44,7 28,6 Tr. 36 x , ,2 Tr. 40 x ,6 Tr. 44 x Tr. 48 x Tr. 50 x Tr. 52 x Tr. 60 x Tr. 70 x Tabla 6.- Cargas para husillos de rosca trapecial - MÉTRICA - ISO

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59 Seguridad a pandeo en husillos a compresión. La seguridad contra el pandeo depende del grado de esbeltez, del husillo y vale, cuando están construidos en acero. 2. E 2. Cuando 90: S k = 2, Cuando < 90: S k = 0. k 1,7... 4

60 3.3.- Presión admisible en los flancos de las roscas. p adm N/mm 2 en el caso de tuercas de fundición gris. p adm N/mm 2 en el caso de tuercas de bronce. Los valores bajos se toman para servicios continuos; los valores altos, para servicios de uso poco frecuente o bien cuando los materiales de las tuercas tienen una elevada resistencia al desgaste y los husillos son templados. Q. P m. d. H Presión en los flancos p = ; 2. p presión en los flancos de la rosca, en [N/mm 2 ]. Q carga axial de servicio, en [N]. P paso de la rosca (paso aparente), en [mm]. m altura portante de la tuerca, en [mm]. d 2 diámetro de los flancos de la rosca, en [mm]. H 1 profundidad portante de la rosca, en [mm].(ver fig. 1). 1

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66 4.- Tornillos con cojinetes de bolas. Este tipo de husillos tienen una capacidad de carga muy alta, en general superior a la de un husillo de rosca trapecial del mismo diámetro, y, además, no aparecen fenómenos como el stick-slip, típico de uniones con fuerte deslizamiento.

67 Husillo a bolas de una entrada Husillo a bolas de varias entradas

68 Materiales utilizados en la fabricación de husillos a bolas: Lubricación: 3 Aceites, entre 10 y 200 cm /hora, según el tamaño de las tuercas Grasas, preferiblemente las de base de jabón de litio. En ningún caso lubricantes que contengan aditivos de bisulfuro de molibdeno o grafito.

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70 Proyecto de sistema de soterramiento de contenedores de residuos urbanos.

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73 Resumen: Tornillos de transmisión de potencia. - Aplicaciones, ventaja mecánica. - Tipos de roscas, normalización. - Esfuerzos, rendimiento, rozamiento, autorretención. - Resistencia, tensión de comparación. - Pandeo, presión admisible en flancos. - Introducción a husillos de bolas. - Características. - Materiales, lubricación. - Aplicación real... Contenedores soterrados

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