Calculos Tornillos

8/2/2019 Calculos Tornillos

1/14

Anejo: UNIONES POR TORNILLOS


2/14


3/14

Uniones por tornillos

298

Las caractersticas de los aceros empleados para los diferentes tipos de tornillosson:

Acero de los tornillos.

Caractersticas mecnicas de los aceros para tornillos y tuercas de alta resistencia.


4/14


299

2. DIMENSIONES GEOMTRICAS DE LOS TORNILLOS

Se denomina rea de la seccin neta Ad

4n32

=

Se denomina rea resistente de la rosca AR

=+

d d3 2

2 4


5/14


300

3. RESISTENCIA DE LOS ELEMENTOS DE UNIN

El fallo por rotura de una unin en que el esfuerzo sobre el tornillo tipo T o Tc esuna fuerza normal a un eje puedes ser:

Por rotura a traccin de la chapa (a). Por cortadura de la seccin del tornillo (b). Por aplastamiento de la chapa a flexin del vstago del tornillo (c). Por desgarro de la chapa, que se puede evitar normalmente con las

disposiciones constructivas aconsejadas (d).

3.1. Se considera solicitacin de agotamiento de un perfil o chapa solicitados poraplastamiento contra la espiga del tornillo a la dada por:

2 n A , para los T25 n A , para los TC

3 n A , para los TR

A = rea de la superficie en contacto = espesor de la chapa o perfil dimetro de la espiga del tornillo

n= Resistencia de clculo del acero

3.2. Se considera solicitacin de agotamiento de un tornillo solicitado a esfuerzocortante a la dada por:

065 n n A , para los T080 n n A , para los TC

A = rea de la seccin de la espigan = Secciones transversales que resisten el cortante conjuntamente

n = 2400 Kg/cm para la calidad A4t y 3000 Kg/cm para la calidad A5t


6/14


301

Se aconseja realizar uniones con doble chapa para evitar momentos flectorescomo el del dibujo:

Los tornillos TR no deben estar sometidos a cortadura pues deben ser resistidospor la fuerza de rozamiento desarrollada al apretar fuertemente los tornillos.

El esfuerzo de agotamiento al corte por el tornillo y cara de contacto es:

Tu = 107 No

= Coeficiente de rozamiento (045 para el A37; 052 para el A42; 06 para elA52, en el caso de superficies no preparadas se adoptar 03)

NO = Esfuerzo axial de pretensado segn la siguiente tabla:

Valores de No y Tu , en toneladas, por tornillo de

alta resistencia y cara de deslizamiento.


7/14


8/14


303

es decir, que la comprobacin a esfuerzo cortante puede considerarse como si nohubiera momento flector.

3.5. Como complemento a lo anterior diremos que las uniones con TR son msrgidas, menos deformables y con mejor comportamiento en estado lmite deservicio que las realizadas con tornillos T o TC.

4.DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS

Disposiciones constructivas (NBE EA95).

A ttulo orientativo la eleccin de los tornillos puede hacerse d e= 5 0 2' (dy een cm, siendo del dimetro de la espiga y e el espesor menor de las piezas a unir).

No se considera la colocacin simultnea de ms de 5 tornillos en la direccinparalela, y en una misma fila, a la del esfuerzo axial.


9/14


304

La suma de espesores de las piezas unidas por un tornillo no exceder de 45d paratornillos ordinarios. Para tornillos calibrados est suma no podr superar 65d.

Todas las uniones de fuerza debern contar al menos con dos tornillos.

5. CLCULO DE LOS ESFUERZOS QUE SOLICITAN A LOSELEMENTOS EN LA UNIN

5.1. SOLICITACIONES POR CORTANTE QUE PASE POR EL C.D.G. DELOS TORNILLOS

El tornillo puede estar sometido a simple o doble cortadura.

Solicitacin de un tornillo a cortadura.

Si tenemos n tornillos de seccin en la caa Ai, la tensin media se obtiene:

= P

Ai

La fuerza cortante que soporta el tornillo ser Ri = Ai

Se adjunta tablas que dan el agotamiento para simple y traccin:

Solicitaciones de agotamiento de tornillos ordinarios de acero A-37.


10/14


305

Solicitaciones de agotamiento de tornillos calibrados de acero A-37.

5.2. SOLICITACIONES POR CORTANTE QUE NO PASE POR EL C.D.G.DE LOS TORNILLOS

El sistema equivale a una carga P que pase por el c.d.g. y a un momento torsor devalor P e

Solicitacin de un grupo de tornillos a cortadura.

La fuerza P produce tensiones como en el caso anteriori

P

A

P

= y RP = Ai


11/14


306

El Momento torsor producir tensiones 'iT

iP e

Ir=

en Ai R'i = i Ai

siendo: ri la distancia del tornillo i al c.d.g.IT mdulo de torsin del conjunto de tornillos de valor Airi

Componiendo los dos resultantes R = RP + R'i

De acuerdo con la figura, por semejanza entre los tringulos IGA i y AiMN, se

tiene la relacinI

1

i

i

P

i

R

r

R'

r

R

x==

El punto I es el centro instantneo de rotacin (donde se cortan las normales a los

vectores R)De lo anterior se deduce que:

xA r

e Aii i

i=

2

RP e r A

A ri

i i

=

( ) 12

En el caso de que todos los tornillos n sean iguales:

xr

n eii=

2

RP e r

ri=

( ) 12

donde R es la fuerza que acta sobre cada tornillo y que deber ser menor que lasindicadas en los cuadros del apartado anterior.

En el caso de TR la fuerza de apriete de los tornillos es la que soporta el cortante.En el caso de que ste sea superior se agotara la unin y no la cortadura en la espiga.

5.3.SOLICITACIONES A TRACCIN CENTRADA

En este caso nos encontramos dos situaciones diferentes segn que los elementos

unidos sean o no suficientemente rgidos. En el caso de no serlo, adems de las fuerzasde traccin aparecen otros de apalancamiento, segn se observa en la figura.

Fuerzas de apalancamiento.


12/14


307

Se considera que los elementos son suficientemente rgidos si:

)es(s

cet375F *

+ en kp, y las dimensiones en mm.

En este caso cada tornillo soportar una traccinn

PF

** = siendo n el nmero de

tornillos.

5.4.SOLICITACIONES EN EL CASO DE TRACCIN EXCNTRICA

En este caso se producir una traccin centrada y un momento flector. Paradeterminar los esfuerzos del momento flector se actuar de forma diferente segn seanT y TC o TR.

a) En el caso de tornillos T y Tc.

Cuando acte un momento flector los tornillos de la parte traccionada comenzarna trabajar inmediatamente a traccin, mientras que la zona comprimida sern las chapasquienes resistirn los esfuerzos de compresin.

La fibra neutra queda definida por las ecuaciones siguientes:

c

c

a

b1 = c + c1 = h

Unin de tornillos ordinarios y calibrados resistiendo a flexin y cortante combinados.

Donde a = Ar m/s ; m es el nmero de columnas posibles de tornillos.


13/14


308

El esfuerzo mximo sobre el tornillo ms alejado de la fibra neutra es:

)2/sc'h(mI

saMN 1max =

Y la mxima compresin sobre la chapa es =M cI

1

En ambas expresiones Ia c b c

=

+3 1

3

3 3

El esfuerzo cortante se reparte por igual entre todos los tornillos.

La comprobacin del tornillo ms alejado es a traccin (suma de la traccin axialy la traccin de la flexin) y a cortante combinados.

b) En el caso de tornillos TR

En este caso la traccin de la flexin descomprimir parcial o totalmente lacompresin de ajuste de los tornillos. Suponiendo un estado de deformacin plano en laflexin, el esfuerzo del tornillo ms alejado de la fibra neutra ser:

NM d A

Ii i= siendo I = Aidi

siendo di la distancia de cada centro del tornillo al eje neutro.

Y si, como es habitual, los tornillos son iguales NM d

di

i

=

2

Todos los esfuerzos de traccin a que est sometido un tornillo debern ser

menores la tensin de agotamiento definida en el apartado 3.En los tornillos de la zona comprimida no hace falta comprobacin.

La comprobacin a cortante se realiza sin tener en cuenta la descompresin por laflexin, es decir, como dice el apndice 3.2.


14/14


309

6. TABLAS AUXILIARES

Solicitaciones de agotamiento de tornillos ordinarios de acero A4.6.

Solicitaciones de agotamiento de tornillos calibrados de acero A4.6.

Calculos Tornillos

Documents

Transcript of Calculos Tornillos