UNIVERDIDAD FERMÍN TORO

VICE-RECTORADO ACADÉMICO

FACULTAD DE INGENIERIA

MANTENIMIENTO MECANICO

CUESTIONARIO N°1

Autor: Julio ZambranoCI: V-24.529.870

Prof.: Luis RodríguezAsignatura: Diseño de elementos de maquinas II

Cabudare, 10 de mayo de 2016

Se tiene un eje que utiliza cojinetes deslizantes tanto en el lado izquierdo como en el derecho. La carga radial que soporta, resultados de las ecuaciones de equilibrio, son: Rizq.=-387 J + 467 K lb. Y en el lado derecho Rder.= 316 J – 161 K lb. El eje tiene un diámetro de 2 pujadas y gira a 500 rpm. Diseñar el cojinete que funcione bajo condiciones de lubricación limite.

Nota: Debe explicar el porqué de lo que realice

Datos:Dmuñón=2 pulg

n=500 rpm

R Izq=(−387 J+467K ) lb

Rder=(316 J−161 K ) lb

Solución:

Primero debo representare las reacciones en un plano, ya que están en forma vectorial.

316 lb

-161 lb

Izquierdo

Derecho

476 lb -387 lb

Después proceder a hallar las fuerzas completas, a través de la ecuación de la hipotenusa la cual es:

H=√(CA)2+(CO)2

Para el lado derecho:

RDer=√(316)2+(−161)2→RDer=354,650 lb

Para el lado Izquierdo:

R Izq=√(467)2+(−387)2→R Izq=606,512 lb

Y (j)

Z (k)

X (i)

Ya con las fuerzas encontradas trabajare con la mayor para mi diseño la cual es R Izq=606,512 lb

Procedo a buscar el diámetro del muñón y del cojinete:

Ya poseo el diámetro del muñón el cual es Dmuñón=2 pulg, considerando que el cojinete debe entrar a presión asumiré un diámetro de DCojinete=2 pulg.

Busco la relación de longitud la cual es: LD

=relación

Para la siguiente relación debo tomar en cuenta que para el cojinete, en forma típica la relación va de 0.5 a 2.0. Para cojinetes no lubricados (frotamiento en seco) o impregnados de aceite, se recomienda L/D = 1. Para cojinetes de carbón-grafito se recomienda L/D = 1.5. Como mi cojinete es un cojinete bajo condiciones de lubricación límite considerare 2.

Por lo tanto mi relación quedaría:

LD

=2→L=2∗2 pulg→L=4 pulg

Continúo calculando el valor de la presión por la fórmula: P= FLD

P= 606,512 lb2 pulg∗2 pulg

→P=75,814 lbpulg2

Prosigo calculando la velocidad lineal de la superficie del cojinete por la fórmula:

V= π∗D∗n12

V= π∗2 pulg∗500 rpm12

→V=261,799 piesmin

Continúo hallar el valor de PV

PV=(75,814 lbpulg2 )(261,799 pies

min )→PV=19848,029 psi / fpm

Como estamos diseñando debo hallar el facto de diseño, el cual se halla multiplicando por 2 el PV:

2 PV=39696,058

Este valor lo podremos utilizar como referencia para seleccionar el material del cojinete, utilizare la tabla 12-7 del libro Shirley, buscando un valor por en sima a este.

Utilizare una fundición de bronce, ya que soporta el valor de PV y también soporta la carga que se le está aplicando.

Continuando buscare la holgura que debe tener el cojinete, este valor lo puedo encontrar teniendo las rpm y el diámetro del muñón en la figura 14-3 del libro Mot

Busco la curva más próxima a donde se intercepten los puntos y me queda sumamente mínima, la holgura quedaría en 0,002pulg

Para finalizar hay que tener en consideración al momento de diseñar el uso de al menos 2 libros de elementos de máquinas, ya que cada libro tiene sus tablas y algunos especifican más que otros, también es importante destacar en este diseño el uso de la fundición de broce, ya que los cojinetes son elementos que están sometidos a muchas revoluciones por minuto lo cual hace que se eleven a altas temperaturas y este material tiene muy buenas propiedades térmicas y alta resistencia a la misma.

Nota: Los procedimientos realizados para el cálculo del cojinete, tablas, formulas y figuras se extrajeron de la plataforma de SAIA y de los libros de diseño de elementos sugeridos.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

- Mott, R (1992). Diseño de Elementos de Maquinas 2da Edición.- Budynas, R. Nisbett, J (2.008). Diseño en Ingeniería Mecánica de Shigley