TORNILLOS DE TRANSMISION DE POTENCIAUn tornillo de potencia es un dispositivo de la maquinaria para convertir un giro o desplazamiento angular en un desplazamiento rectilneo y por consiguiente transmitir la fuerza o potencia mecnica.Roscas cuadradas y trapecialesEn mecanismos de elevacin TIPOSRosca cuadrada: (alta resistencia y eficacia, difcil de maquinar)Rosca Acme: Fcil de maquinar, menor eficacia.Rosca Trapezoidal: Alta resistencia

Aplicaciones de los tornillos de transmisin de potencia

Tipos de roscas utilizadas

Tornillos de potenciaF

Aspectos Mecnicos de los Tornillos de PotenciaNomenclatura:dm= Dimetro mediop = Paso = Angulo de hlice = Angulo de avanceF = Fuerza de compresinf = Coeficiente de friccinT = Par o momento de giroP = Fuerza para elevar o descender la carga

Para subir la cargaPara bajar la carga

Tornillos con roscas ACMEPara subir la cargaPara bajar la cargaLa carga F queda inclinada con respecto al eje del tornillo debido al ngulo de la rosca

Cojinete de empuje o collarnTT = T + TcTorque totalDonde:Tc = Momento de rotacinfc = Coeficiente de friccin (Tabla 8-6)dc = Dimetro medio del collarn

Coeficiente de friccin para pares roscadosTabla 8.5Coeficiente de friccin de collarn de empujeTabla 8.6

ESFUERZOS EN LOS TORNILLOS1.- En el Cuerpo:Esfuerzo cortante por torsin:

Esfuerzo axial debido a la carga externa:

Para una columna intermedia (Falla Pandeo: Johnson)

ESFUERZOS EN LOS TORNILLOSPara una columna larga (Falla Pandeo: Euler)

2.- En la rosca del tornillo:Esfuerzo de apoyo:

Esfuerzo flexionante en la raz de la rosca:

ESFUERZOS EN LOS TORNILLOSEsfuerzo cortante transversal en el centro de la raz de la tuerca:

ESFUERZO DE VON MISES EN LA RAIZ

ESFUERZO DE VON MISES EN LA RAIZ Para determinar los mximos esfuerzos se aplica la ecuacin del esfuerzo tridimensional de von Mises:

ESFUERZOS EN LA TUERCALas tuercas en contacto no pueden compartir, de manera homognea, la carga. Experimentos indican que la primera rosca en contacto soporta 0,38 de la carga, la segunda 0,25, la tercera 0,18 y la sptima est libre de carga.Para estimar los esfuerzos en la tuerca se utilizan las ecuaciones anteriores pero se sustituye 0,38F por F y haciendo nt = 1, se obtendr el esfuerzo mximo en la combinacin rosca-tuerca.

PROBLEMA

PROBLEMA

Problema 8.6.- La prensa del problema 8.5 tiene una carga nominal de 5000 lb. Los tornillos gemelos cuentan con roscas Acme, un dimetro de 3 plg y un paso de plg. Los coeficientes de friccin son 0.05 para los roscas y 0.06 para los cojinetes de los collarines. Los dimetros de los collarines miden 5 plg. Los engranes tienen una eficiencia del 95% y una relacin de velocidad de 75:1. Un embrague deslizante, en el eje del motor, previene la sobrecarga. La velocidad del motor a plena carga es 1720 rpm.Cuando el motor se apaga, con qu rapidez se mover la cabeza de la prensa?Cul deber ser la potencia nominal del motor?

Problema 8.7.- Una prensa de tornillo similar a la de la figura tiene una manija con un dimetro de 3/16 plg, est hecha de acero AISI 1006 estirado en fro. La longitud global es de 3 plg. El tornillo es 7/16-14 UNC y tiene una longitud de 5 plg, global. La distancia de A es 2 plg. La prensa sujetar partes de hasta 4 3/16 plg de altura. a) Qu par de torsin sobre el tornillo causar que en forma permanente, la manija se doble?b) Qu fuerza de sujecin dar la respuesta al inciso (a) si se ignora la fuerza de friccin del collarn y si la friccin en la rosca es 0.075?c) Qu fuerza de friccin causar que se flexione el tornillo?d) Existen algunos otros esfuerzos o fallas posibles que se deban evaluar?