Acoplamiento Por Medio de Bridas
-
Upload
abl-bellota -
Category
Documents
-
view
656 -
download
16
Transcript of Acoplamiento Por Medio de Bridas
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
1/14
ACOPLAMIENTO POR MEDIO DE
BRIDAS
Bridaes el elemento que une dos componentes de un sistema de tuberas,
permitiendo ser desmontado sin operaciones destructivas, gracias a
una circunferencia de agujeros a travs de los cuales se montan pernos de unin.
Las bridas son aquellos elementos de la lnea de tuberas, destinados a permitir la
unin de las partes que conforman esta instalacin, ya sean tubera, vlvulas,
bombas u otro equipo que forme parte de estas instalaciones.
La brida es un elemento que puede proveerse como una parte separada o venirunida desde fabrica a un elemento para su instalacin, ya sea una vlvula o un
tubo, etc. Existe una diversidad de diseos, dimensiones, materiales y normas de
fabricacin
La brida tiene un proceso de fabricacin y produccin muy distinto de una caera.
Luego de ser fabricadas, las bridas deben unirse a las caeras para permitir unir
tramos de caeras entre s o unir tramos de caeras a otras instalaciones.
Existen diversos tipos de uniones entre las bridas y las caeras. Ests pueden ser
soldadas, roscadas o no tener unin mecnica alguna entre la brida y la caera
como el caso de las bridas Lap !oint.
Partes de una Brida
"la #uello $imetro de pernos #ara
Tipos de bridas
Los diseos de las bridas %abituales son& 'ridas con cuello para soldar ()* + )elding *ec- 'ridas desliantes (/0 + /lip+0n-
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
2/14
'ridas roscadas (12 + 1%readed- 'ridas para junta con solapa (L! + Lap !oint-
'ridas con asiento para soldar (/) + /ocet )elding-
'ridas ciegas ('L + 'lind-
'ridas de aislamiento elctrico
'ridas en oc%o
1. Acoplamiento de bridas
3na conexin o acoplamiento rgido muy empleado entre dos rboles es el
que se representa en la figura, y que consiste en unas bridas o discos que
forman cuerpo con cada rbol, y que se unen entre s mediante pernos o
tornillos. El par torsor se transmite por la resistencia al esfuero cortante de los
pernos.
/uponiendo que el esfuero se distribuye uniformemente en cada perno viene
dada por la frmula del esfuero cortante simple 4 5 ". , es decir, (
.d678- , y act9a en el centro del perno, tangente a la circunferencia de radio
: donde se situaba estos. El par torsor que resiste cada perno es 4:, y para
un numero cualquiera n de pernos, la capacidad del acoplamiento viene dada
por.
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
3/14
T=P .R . n= .d
2
4 . R . n
#uando un acoplamiento tiene dos series concntricas de pernos. Llamando
46 y46, y la resistencia del acoplamiento es&
1.1. Torsinen tubos de pared delgada:
"dems de los rboles de transmisin que estn sujetos a torsin al transmitir
potencia, existen elementos estructurales frecuentemente sometidos a torsin. La
pared puede ser de espesor uniforme o variable. La distribucin de las tensiones
de cortadura por torsin sobre una extensin de pared relativamente reducida,
est muc%o ms prxima a la uniformidad que lo est en el caso del rbol macio.
/i el espesor de la pared es pequeo en comparacin con las dems dimensiones
del cilindro y no %ay esquinas pronunciadas u otros cambios bruscos en su
contorno, que puedan dar lugar a concentracin de tensiones, la teora da unos
resultados que pueden considerarse coincidentes con los obtenidos
experimentalmente.
La seccin de un cilindro de pared delgada est sometida a un momento de
torsin ;t.
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
4/14
Las resultantes de estos esfueros cortantes longitudinales son&
F1=q
1 L < F2=q2 L
En donde q se suele llamar flujo de cortante.
q1 L=q
2 L
q1=q
2
La igualdad de los valores del flujo cortante en dos lugares arbitrariamente
escogidos prueba que debe ser constate en todo el permetro del tubo.
La fuera tangencial qdL que act9a en una longitud dL , contribuye al par
resistente con un momento diferencial r (q dL) con respecto a un determinado
centro. El momento torsionante es independiente del centro de momentos que se
considere, igualando 1 a la suma de los momentos diferenciales.
T=
rqdL
$onde r dL es el doble del rea del tringulo rayado cuya base es dL y cuya
altura es el radio r. 4uesto que q es constante, el valor de la integral es q veces el
rea encerrada por la lnea media de la pared del tubo&
T=2Aq
Es esfuero cortante medio, en cualquier punto de espesor t, viene dado por&
=q
t=
T
2At
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
5/14
1.2. Resortes Helicoidales
En la figura se representa
un resorte %elicoidal de
espiras cerradas,
estirado bajo la accin
de una fuera axial P.El
resorte est formado por un
alambre o varilla redonda
de dimetro denrollada en forma de %lice de radio medio R.
4ara determinar los esfueros producidos por 4 se cortar el resorte por una
seccin de exploracin m-n, y determinar las fueras resistentes que se necesitan
para el equilibrio de una de las porciones separada por esta seccin. $espus se
analia la distribucin de esfueros que originan estas fueras resistentes.
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
6/14
La figura anterior representa el diagrama de cuerpo libre de la porcin superior del
resorte.
4ara el equilibrio en direccin axial, la fuera resistente 4 r, es igual a P. El
equilibrio %oriontal tambin se cumple ya que ni P ni Pr, tienen componentes enesta direccin. 4ara el equilibrio de momentos, como P yPr, opuestas y paralelas,
producen un par PR, en la
seccin debe existir otro par
resistente 4: igual y opuesto
al anterior, originado por un
esfuero cortante de
torsin, distribuido en la
seccin de corte. /e representa por 15 4:. El esfuero resultante en cada punto
es el vector suma de los vectores 1= y 16.
El esfuero cortante mximo tiene lugar en el punto de la seccin ms prximo al
eje de resorte y viene dado por la suma del esfuero cortante directo 1=5 47" y el
mximo valor del esfuero cortante producido por la torsin 165 1r7!. es decir&
T=T1+T2=4 P
d2+16(PR)
d3
>ue puede escribirse en la forma&
T=16PR
d3(1+ d4R )
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
7/14
En la barra recta de la figura a la torsin produce la misma deformacin ?s en las
fibras "' y #$ y, por tanto, la distorsin 5 ? s7L es la misma en ' que en $ puesto
que los elementos "' < #$ tienen la misma longitud inicial. En cambio, en la barra
curva de la figura b la situacin es diferente, ya
que aunque las fibras "' y #$, la distorsin en
' es mayor que en $, por lo que el esfuero
cortante por torsin en las fibras internas "' es
mayor que en las externas #$. La importancia
de este efecto depende de la magnitud de la
diferencia de longitud inicial entre "' y #$.
Evidentemente esta diferencia depende del
grado de curvatura de alambre o barra, es decir,de la relacin d7:. la siguiente ecuacin toma en cuenta este efecto adicional la
cual es utiliada para resortes pesados en los que la curvatura del alambre es
grande y m es ms pequeo&
Tmax=16PR
d3( 4 m14m4+ 0,615m )
En donde m56:7d5 $7d es la relacin de dimetro medio de las espiras aldimetro del alambre. 4ara resortes ligeros, en los que la relacin m es muy
grande&
Tmax=16PR
d3(1+ 0,615m )
Distencin de un resorte: 4rcticamente toda la elongacin de un resorte seg9n
el eje se debe a la torsin del alambre. En la figura se supone por un momento
que todo el resorte, excepto la pequea longitud dL, es rgido, el extremo " girara
%acia $ un pequeo ngulo d . #omo este ngulo es muy pequeo, el arco
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
8/14
"$5"'@ d puede considerarse como una recta perpendicular a "', de donde,
por la semejana de los tringulos "$E y '"# se tiene&
AE
AD=BC
AB 0 sead
ABd=
R
AB
$e donde
d=Rd
:eemplaando e integrando
=(PR )dLJG
=P R
2L
JG
/ustituyendo L por 6A:n, que es la longitud de n espiras de radio :, y ! por A
d4
7B6 resulta&
=64PR
3n
G d4
2. Ejercicios
=- 3n acoplamiento de bridas para un rbol de acero de C,6D de # y =CCmm dedimetro tiene que transmitir toda la resistencia al eje. $espreciando el efectodel debilitamiento del c%avetero cules sern las dimensiones de la c%avetausada para conectar el rbol y el acoplamiento. 3sar acero de C,6D de # parala c%aveta.
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
9/14
rbol y c%aveta& C,6D #
rbol& =CCmm
4or ser del mismo material el rbol y la c%aveta la longitud necesaria de la c%avetapara transmitir toda la potencia se obtiene igualando la resistencia al corte con laresistencia a la torsin del eje.
2MtDLw
=16Mt
D3
/i optamos w=D
4 y reemplaamos&
8Mt
D2
L=16Mt
D3
D=2L
L=D2
=100mm
2
L=157,08mm
< el anc%o se obtiene de la ecuacin que optamos
w=D
4
w=100mm
4
w=25mm
"l ser un acero C,6D de # adoptamos de la tabla 6 del libro Fallance depropiedades de los aceros al carbono tpicos para un acero /.".E. =C6D+recocido ytemplado&
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
10/14
adm=4711Kgr
m2
adm=2883Kgr
m
2
< calculamos la altura de la c%aveta seg9n&
!=2admadm
w
!=
22883Kgr
m2
4711Kgr
m2
25mm
!=30,6mm
Es una c%aveta rectangular con las siguientes medidas
G56Dmm H %5BC,Imm y L5=DJmm
6- $os rboles de =DCmm estn unidos por un acoplamiento de bridas. #adacubo del acoplamiento est previsto de una c%aveta de BKxBKmm por =DCmmde largo. "mbas mitades del acoplamiento estn atornilladas juntas medianteI bulones de = distribuidos sobre una circunferencia de 6KCmm de dimetro.El material del rbol, c%aveta y bulones tienen una resistencia a la rotura por
traccin y compresin de4700
Kgr
m2 y una resistencia por rotura al corte de
3500 Kgr
m2 . La carga se aplica con c%oque y se desea un factor aparente de
seguridad de I. $eterminar la forma probable de falla. $eterminar la potencia que puede transmitirse con seguridad a =CC rpm.
Mactor de seguridad (M/-5 I
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
11/14
:esistencia a la rotura por traccin y compresinadm=4700
Kgr
m2
:esistencia a la rotura al corteadm=3500
Kgr
m
2
#onsiderando nuestra resistencia mxima al utiliar un M/5I
4ara la rotura por traccin y compresin
F"=adm
max
max=adm
F"=
4700Kgr
m2
6=783,33Kgr
m2
4ara la rotura al corte
F"=adm
max
max=admF" =
3500Kgr
m
2
6 =583,33Kgrm2
4ara determinar la forma probable de falla se calculara los momentos torsores alos que estn sometidos la c%aveta y los bulones de la brida. La c%aveta severificara al aplastamiento y al corte. El elemento que resista menor momentotorsor ser la forma ms probable de falla del sistema ya que es el que menosaguantara.
#%aveta verificada al aplastamiento
Mt=maxDL!
4
Mt=
783,33Kgr
m215m15m3,8m
4
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
12/14
Mt=1674,368Kgm
#%aveta verificada al corte
Mt=
maxDLw
2
Mt=
583,33Kgr
m215m15m3,8m
2
Mt=2493,736Kgm
'rida con I bulones
Mt=Ar#a$%&'nant(dad d#$%&)n#*maxD(*tan(a$%&)n#*
4
Mt=
(2,54m)26583,33Kgr
m214 m
4
Mt=2482,85Kgm
La forma ms probable de falla es rotura de la c%aveta por aplastamientos deacuerdo a las dimensiones y los materiales de las pieas.
'- La potencia mxima que puede transmitir con seguridad a )5=CC rpm es&
+=Mt,
+=1674,368Kgm100
1
m(n1m(n
60*#g
+=2790,61Kgrm=37,2-P
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
13/14
CARRERA PROFECIONAL
ING. DE MINAS
ASIGNATRA
RESISTECIA DE MATERIALES
-
7/25/2019 Acoplamiento Por Medio de Bridas
14/14
DOCENTE
ING. !AN CARLOS "ALDE# LOAI#A
TEMA
ACOPLAMIENTO POR MEDIO DE BRIDAS
ALMNO
BELLOTA G#MAN ABEL DIAMONT
TRNO: NOC$E
PER%ARE&IPA
'()*