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PROYECTO JUNTAS SOLDADAS Y APERNADAS

Realizado por:Adames, Jos DanielBarrios, AlejandroPaul, AilynRota, EnricoELEMENTOS DE MQUINAS IMARZO 2011PRENSA HIDRULICA DE 50 TONELADAS

ESQUEMA DE LA PRENSA

ELEMENTOS DE LA PRENSA HIDRAULICA

1 Viga transversal de soporte de cilindro hidrulico 2 Columnas de prensa hidrulica2 Viga transversal de soporte de pieza de trabajo2 Placas laterales de cuerpo mvil 2 Pernos de apoyo viga2 Rodamiento

DESCRIPCIN DE ELEMENTOS Viga transversal de soporte de cilindro hidrulico (viga W 460 x 82). Longitud = 1500 mm. Longitud de las alas = 191 mm. Altura = 460 mm. Espesor de las alas = 16 mm. Espesor del alma = 9.9 mm. Carga mxima = 490000 N (50 toneladas). Peso: 82 kg /m = 82 * 1.5m = 123 kg = 1206.63 N

Columnas de prensa hidrulica (viga C 250 x 45). Longitud = 1800 mm. Longitud de las alas = 76 mm. Altura = 254 mm. Espesor de las alas = 11.1 mm. Espesor del alma = 17.1 mm. Carga mxima = 245000N (la carga inicial se reparte entre las 2 columnas). Peso: 45 kg /m = 45 * 1.8m = 81 kg = 793.8 N

Viga transversal de soporte de pieza de trabajo (viga C 250 x 45). Longitud = 1660 mm. Longitud de las alas = 76 mm. Altura = 254 mm. Espesor de las alas = 11.1 mm. Espesor del alma = 17.1 mm. Carga mxima = 245000N (la carga inicial se reparte entre los 2 soportes). Peso: 45 kg /m = 45 * 1.6 m = 72 kg = 706.32 N

Pernos2 pernos 1 UNC clase 8.8 Acero de mediano o bajo carbono

MATERIALES PARA CONSTRUCCIN DE PRENSA HIDRULICA

1 Viga W 460x82 : (160x 191 x 16 x 9.9); L= 1500mm. 2 Viga C 250x45 : (76x 254 x 11.1x 17.1);L= 1800mm. 2 Viga C 250x45: (76x 254 x 11.1x 17.1);L= 1660mm. 4 Barra Cilndrica: L= 300; =80. 2 Mangueras Hidrulicas: 12.5; 8000 psi. 2 u. Aceite Hidrulico: SAE 10. 10 litros 2 Pernos UNC Clase 8.8 2 Rodamiento Soldadura filete E 7018. 10 Kg

ESFUERZOS Y SEGURIDAD.Viga transversal de soporte de cilindro hidrulico: flexin y cortanteColumnas de prensa hidrulica: TensinViga transversal de soporte de pieza de trabajo: Flexin y cortante

Al ver los esfuerzos a los que se someten los elementos, determinamos que los mas tendentes a fallar son las vigas transversales de soporte, y por consiguiente, sus juntas soldadas y uniones apernadas.

ANLISIS DE UNIN APERNADA

Contamos con dos vigas transversales para soportar la pieza de trabajo, que poseen dos pernos para la sujecin. Pernos V

En los pernos se produce un esfuerzo cortante debido a la carga que ejerce el cilindro hidrulico,

como tenemos dos pernos, la carga total se divide entre ese nmero.

En la tabla 5.8 (caractersticas de roscas unificadas UNC y UNF para sujetadores), usando el dimetro del perno 1 , buscamos A = dimetro de rea menor.

Para calcular el factor de seguridad usamos

En la tabla 5.15 (especificaciones mtricas para pernos, tornillos comunes y prisioneros de acero), con clase de propiedad 8.8 buscamos Sy.

Sy = 660 Mpa

El factor de seguridad es muy pequeo, podemos hacer reconsideraciones en el diseo utilizando pernos de mayor rea o que tenga mayor resistencia de fluencia.Cambiando la fluencia:Clase 9.8 Sy =720 Mpa N= 1.21Clase 10.9 Sy= 940 Mpa N = 1.58Clase 12.9 Sy =1100 Mpa N = 1.85

ANLISIS DE JUNTA SOLDADALa viga se somete a una fuerza cortante y a flexin.Vista lateral de la prensaSoldadura

La junta soldada est expuesta a un esfuerzo cortante y a uno normal por flexin:

En la tabla 6.7 (Propiedades de la flexin de uniones con soldaduras de filete) con la forma de la soldadura, encontramos:

d= 460mm = 0.460m b= 191mm = 0.191m h= altura de filete = 15mm = 0.015m

Esfuerzo Cortante F = 491206.63 N = 50 Toneladas aplicas + 1206.63 N Peso de la viga

Esfuerzo Normal

C = distancia desde el eje neutro hasta las fibras ms alargadas de soldadura = d / 2 = 0.230m

Para calcular el factor de seguridad utilizamos la teora de mxima energa de distorsin:

En la tabla 6.8 (Propiedades mnimas a la tensin del material de aporte para soldadura por arco), con E7018, buscamos: Sy = 393 Mpa

Segn las tablas de esfuerzo permitidos por la AISC para metal soldante, este factor de seguridad es adecuado: los valores mnimos para flexin estn comprendidos entre 1.52 y 1.67