Se quiere obtener mediante fundición la pieza que se te muestra en laimagen de la izquierda. El material de la pieza será acero al carbono. Lascotas están en mm.

Selecciona el manguito exotérmico de la serie Kalminex 2000 contra-cónico cerrado adecuado para alimentar la pieza, y calcula el número demanguitos necesarios.

Solución:

Empezaremos calculando la distancia de alimentación para esta pieza. Podemos considerarla como una barraa la que se ha dado una curvatura para convertirla en aro. Puesto que 100/80=1,25<5 la tomaremos como barra y no como placa.

Al no tener final la barra no consideramos el efecto borde, y no se nos indica que coloquemos enfriadores, por lo que en principio no los pondremos.

Por ello la distancia entre 2 alimentadores consecutivos será 3·t, siendo t el espesor de la barra. Siendo t=80, entonces 2·A=3·t = 240 mm (al ser acero FD=1)

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Solución al ejercicio

Puesto que la longitud total de la barra será el perímetro medio del aro:

L=2 ·π · R=2· π · (400−40)=2 ·π ·360=2262

Por tanto el número de alimentadores necesarios será:

n=2262240

=9,4

Puesto que para hacer este cálculo no se ha considerado el diámetro de la misma mazarota (que no conocemos), y al calcular las mazarotas esa distancia de alcance se incrementará en ese diámetro, tomaremos9 mazarotas como primera aproximación.

Para calcular cada mazarota dividimos el aro en 9 partes, y hacemosel cálculo de mazarota necesaria para cada una de esas partes. Paraello haremos el cálculo del módulo y del volumen de cada parte.

Para el módulo calculamos el volumen y la superficie medianteSolid Edge. En el cálculo de la superficie no se deben tomar encuenta las caras laterales de la parte en contacto con más metal.

Para el volumen seleccionamos las propiedades del sólido ymediante “Actualizar” nos da directamente el volumen:

Por tanto el volumen será Vp=2010 cm3

Y el área será: Sp=223,4+201·2+279= 904,4 cm2(Este dato no coincide con el que nos da el programa, ya

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Solución al ejercicio

que se debería de restar las 2 superficies de la sección, las cuales no están en contacto con la arena).(En este caso podríamos haber calculado el volumen y el área exterior de toda la pieza y haberlas dividido entre 9, hubiera sido más sencillo, pero habrá casos en los que éso no sea posible, por lo que lo hemos hechomediante el Solid Edge).

Por tanto el módulo será:

M p=V p

S p=

376996284

=2,2cm

Si calculásemos el módulo de una barra infinita de las dimensiones del aro (considerando éste como una barra infinita enrollada) el resultado para el módulo sería prácticamente el mismo:

M=8·10

2 ·(8+10)=2,2cm

De hecho en este tipo de piezas cilíndricas-tóricas el módulo se puede (y se suele) calcular de esta manera simplificada.

Y conocemos el volumen de la pieza: Vp=2010 cm3

Con lo cual podemos seleccionar el manguito que nos interesa. Tenemos que encontrar un manguito que satisfaga las dos condiciones:

1.- El módulo de la mazarota debe ser 1,2 veces el de la pieza:

Mm=1,2·Mp=1,2·2,2= 2,64

2.- El volumen que puede aportar la mazarota debe ser mayor que el volumen de contracción de la pieza.

Para el acero al carbono el coeficiente de contracción es del 6%

Por tanto la pieza contraerá: Vc=0,06·Vp=0,06·2010= 120 cm3

Puesto que para los manguitos exotérmicos el porcentaje de aportación es del60%:

Vm·0,6=120 → Vm=200 cm3 = 0,2 dm3

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Solución al ejercicio

Por tanto debemos seleccionar un manguito Kalminex 2000 contra-cónico cerrado que cumpla estas dos condiciones: su módulo aparente debe ser mayor que 2,64 y su volumen mayor que 0,2 dm3:

El manguito ZF 10/13 K cumple con creces estos requisitos, por lo que será el que seleccionemos.

Para esta mazarota el módulo es de 2,8 cm y el volumen 0,8 dm3, por lo que satisface las condiciones exigidas.

Una vez conocido el diámetro exterior del manguito, debemos recalcularel número de manguitos necesarios, ya que este diámetro influye en ladistancia de alimentación (ésta se debe tomar desde el borde exterior delmanguito). Al ser un manguito cónico tomaremos el borde exteriorinferior:

El valor de Du es 118 mm, el radio es 59 mm y el valor del alcance (A) para cada alimentador es:

A=1,5·t=1,5·80=120 mm

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Solución al ejercicio

El límite mínimo de mazarotas con estas condiciones lo obtendríamos otra vez mediante la división entre el perímetro medio del arco y el alcance de cada manguito:

El alcance de cada manguito será 2A+diámetro exterior del manguito, y el perímetro medio del círculo será:

p=2·π·r = 2·π·360= 2262

Por tanto las mazarotas necesarias serán:

n=2262

240+118=6,3

Por tanto el número de mazarotas mínimo sería n=7

Dibujamos el planteamiento con 7 manguitos:

Nos queda comprobar que, ya que hemos variado el número de zonas,cada mazarota será capaz de alimentar a cada una de estas zonas. Para ellotiene que satisfacer la condición del módulo y la condición del volumen.

En este caso dividimos el aro en 7 zonas.

El módulo de cada zona sigue siendo 2,2cm, ya que podemos seguirconsiderándolo como una barra de extensión infinita, y lasdimensiones de cálculo son las mismas. Por ello condición del módulose sigue cumpliendo.

El volumen de la pieza cambiará:

Vp=2585 cm3

Y el volumen contraido será:

Vc=0,06·Vp=0,06·2585= 155 cm3

Y el volumen de la mazarota será Vm tal que:

Vm·0,6=155 → Vm=258 cm3 = 0,26 dm3

Puesto que la mazarota seleccionada anteriormente tiene un volumen V=0,8 dm3, cumple con creces lo exigido.

Por ello la solución definitiva será el uso de 7 manguitos ZF10/13K.

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Solución al ejercicio