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en este documento se explica el diseño de un tornillo de potencia
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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(seleccionar tamaño, material, motor, verificar factores de seguridad estatico, y de fatiga, eficiencia, y autobloqueo.) 1-LO RECOMENDABLE ES SIEMPRE CONSULTAR MAQUINAS YA EXISTENTES PARA DEFINIR MEJOR LAS ESPECIFICACIONES DEL DISEÑO: http://www.directindustry.es/prod/instron/product-18463-799071.html
Vemos que la máquina de menor carga es de 100KN, verifiquemos con las propiedades de plásticos
Dice que la resistencia a tensión va desde 14 MPa hasta 140 MPa, la norma ASTM D 638 dice como ensayar
El área más critica (para la maquina) es de 19mm x 14mm la probeta tipo 3 A=19mm x 14mm=266 mm^
Usando DCL y principio de acción y reacción se concluye que P=T/2=50KN -cada tornillo debe soportar una carga de 50 KN ¿Qué motor le coloco a esos tornillos? Tengo dos potencias Forma 1: calcular el torque y con la velocidad angular calcular la potencia. (potencia de entrada) P=TW Forma 2: con la fuerza y la velocidad lineal, calcular la potencia (potencia de salida) P=FV Lo hare de la forma 2 P=(100 KN)(500 mm/min) * (1min/60seg)(1m/1000mm)=0.83Kw O 1.13 HP
Para garantizar la integridad física del tornillo se debe calcular el toque necesario para soportar la carga.
Mediante un proceso iterativo, se seleccionara el dp (diámetro primitivo o de paso del tornillo), L (paso o avance del tornillo), u (el coeficiente de friccion es una función de los materiales), dc (diámetro del collarin)
Tomaremos un diámetro de 2 pulgadas (si tiene una referencia usela) dp=1.875 plg=47.625 mm dr=1.750 plg=44.45 mm paso=0.250 plg=6.35mm
Efi=0.9801 (sin tener en cuenta el collarín de empuje, seria mas eficiente)
Sigma x=6(0.3850.0001/3)/(3.1444.4516.35)=43Mpa (la fuerza en el primer hilo es 1/3 de la total) Sigma y= Tao yz=16(612x1000)/(3.1444.45^3)=31.522 MPa=37.1MPa Sigma z=-4(500001/3)/(3.14*44.45^2)=32.237 MPa=-10.73 Mpa (la fuerza en el primer hilo es 1/3 de la total) Esf. Equ=[[ (43-0)^2+(43+10)^2+(10)^2+6(37^2)]/2]^0. Esf. Equ=80.5 MPa La resistencia la asumiré como un acero al mediano carbono
Las propiedades las tomare un grado 5.8 metrico, equivalente a un grado 2, Sy=420 MPa f.s=Sy/esf. Von=420/80.5=5. se verificará la seguridad contra fatiga
Podría ser equivalente a un ISO 10.9, pero ante la incertidumbre se tomara un iso 8.8, 129 Mpa, sin considerar concentradores de esfuerzos
El momento torsor se mantiene constante por tanto no tiene componente alterna, la carga axial igual, la flexión si cambia de 0 a un valor diferente de cero por tanto si tiene componete media y alternate, y seria la única alternante, se tendría que usr el grafico de Goodman para determinar el factor de seguridad. Se verifica autobloqueo del tornillo
0.25>6.35mm/3.14*47.mm 0.25>0.043 es autobloqueante Si fuera acme
Con alfa=14. 0.25>(6.35mm/3.1447.mm)cos(14.5) 0.25>0.043*0. 0.25>0.041 es mas autobloqueante
