BIELAS.ppt

*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*DISEO DE BIELASFuncin: Elemento de unin entre el pistn y cigeal

Germam Pires/Juan Carlos Bruno

*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*Longitud de Biela

NOMENCLATURA


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACIONEl 85 % son forjadas

El 15 % son fundidas

En algunos casos especiales interviene el campo de la pulvimetalurgia

Sabiendo que el peso es critico, el Titanio es de gran utilidad en su fabricacin, disminuye el peso en un 45 % pero aumenta el costo de material y mecanizado unas 20 veces


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*Como material se usan en general aceros de alta resiliencia y gran alargamiento

Para motores sometidos a grandes esfuerzos y para motores diesel rpidos se usa el SAE 4130

C = 0.28/0.33Mn = 0.4/0.6Mo = 0.15/0.25Cr = 0.5/1.1Si = 0.2/0.35Cr y Mo aumentan resistencia a la traccin


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*Preliminares

A esta altura del diseo del motor, prcticamente esta definido el dimetro del perno pistn y por lo tanto el de pie de biela como el de cabeza de biela

Tambin se conoce la relacin

Se debe definir el resto de los componentes

Una primera consideracin es el clculo del vstago de biela


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*Solicitaciones La biela se encuentra solicitada por las siguientes tensionesCOMPRESIONTRACCION (Debida a las fuerzas de inercia alternativas de primer y segundo orden)

Debido a la aceleracin angular de la biela, la fuerza de inercia generada de direccin perpendicular al eje del vstago de biela, contribuye al pandeo


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*CALCULO DEL VASTAGOSe supone que la longitud de la pieza es igual a la longitud de la biela.La seccin es de la forma H, en casos particulares se usan formas de I.Para la solicitacin por compresin, se considera actuando la fuerza mxima de los gases y luego se verifica al pandeo.Para la solicitacin a la traccin, se consideran las fuerzas de inercia generada por las masas alternativas junto con la correspondiente masa alternativa de la propia biela


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*SOLICITACION POR COMPRESION

Se supone la fuerza de los gases Pg max. actuando sobre el pie de biela

La seccin mas comprometida a proyectar es la inmediatamente debajo del perno


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*Tensin de compresin

H = 1.4 b donde resulta Amin = 3.4 be 2e2 Se adopta e entre 3 4 mm, ocurriendo despus que la forma ser

Establecido el espesor mnimo, se lo aumenta en forma gradual hasta llegar a la parte mayor


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*SOLICITACION POR TRACCIONTensin de traccin considerando la fuerza alternativa de inercia mxima

Aceros al carbono 1700 Kg/mm2

Aceros especiales 3000 Kg/mm2NOTA: Los valores de son idnticos para la verificacin a la compresin


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*PANDEODada la siguiente figura, en la que se aplica una carga P tenemos:

La tensin de compresin sera:(rea) A= d.m Si la longitud del elemento es mayor que la seccin en un cierto valor, la pieza no se deformar por compresin. Tendr una deformacin equivalente a la que produce una carga horizontal H y es lo que se denomina flexin lateral o pandeo.


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*CARGA CRITICA PkEl pandeo se individualiza por la determinacin de una carga llamada crtica PkdLa carga crtica est relacionada con la vinculacin del elemento que se deforma

C= Coeficiente de Pandeo


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*FORMULA DE EULERE = mdulo elasticidad longitudinalIx = momento de inercia con respecto al plano de pandeoL = longitud de biela


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*La frmula de Euler se utiliza cuando el grado de esbeltez tiene un valor superior a 105Radio de Giro

Procedimiento de Calculo60compresinDe 60 a 105Tetmayer105Euler


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*FORMULA DE TETMAVERSe aplica cuando el grado de esbeltez adquiere valores entra 60 y 105Si es grado de esbeltez es < 60, bastar solo la prueba de compresin


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*ESTADO DE CARGA PARA UNA BIELAEstamos frente al caso en donde el coeficiente de pandeo es C = 1Establecida la tensin crtica, se establece coeficiente de seguridad(aceros aleados)(aceros comunes)Pg = presin gases max.


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*ACELERACION CENTRIFUGA POR SU PROPIA MASA (INERCIA DE LA BIELA)

Aceleracin angular max. alrededor del pernoLa fuerza de inercia dar lugar a una tensin de flexin, que depender de la velocidad angularDe lo anterior surge que las bielas pueden romperse como primera causa por un exceso de velocidaddm


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*Una masa dm a una distancia x de B, da lugar a una fuerza centrfuga dFc.Siendo la aceleracin tangencial

Integrando tenemos la masa a la posicin xAAplicada a 2/3 B y 1/3 A


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*Partiendo de la Fc, obtenemos el momento flexor El momento flexor ser mximo cuando sen = 1, en este caso, la aceleracin angular de la biela / es mxima a adquiere el valor siguiente

De los valores de que hacen que el sen = 1, de todos ellos, el mximo valor de Pg que solicita a la biela a la compresin se da para = 450La tensin total ser:


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*CALCULO DEL PIE DE BIELASe considera que est sometido al efecto de la fuerza de inercia mximaEn general se (a) es del orden de los 5mm para permitir el estampado


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*CABEZA DE BIELASeleccin de la seccin crticaSobre la seccin acta la mitad de la fuerza de inercia mxima dando lugar a las componentes tangencial y normal


*Germam Pires/Juan Carlos Bruno*Al trasladar desde A hasta B, se genera un par que somete a la seccin a una flexinDistancia al eje del buln de biela


MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA IVbOLILLAMOTORES DE COMBUSTIN INTERNA IVbOLILLANCBVBCV*MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA IVbOLILLAMOTORES DE COMBUSTIN INTERNA IVbOLILLANCBVBCV*

BIELAS.ppt

Documents

Transcript of BIELAS.ppt