Las fuerzas externas en la resistencia de los materiales se dividen en activo Y reactivo(reacciones de conexión). Las cargas son fuerzas externas activas.
Cargas por método de aplicación
Según el método de aplicación, las cargas pueden ser volumétricas (peso propio, fuerzas de inercia), actuando sobre cada elemento infinitesimal de volumen, y superficie. Cargas superficiales están divididos en cargas concentradas Y cargas distribuidas.
Cargas distribuidas caracterizado por la presión: la relación entre la fuerza que actúa sobre un elemento de superficie normal a él y el área de este elemento y se expresan en Sistema internacional unidades (SI) en pascales, megapascales (1 PA = 1 N/m2; 1 MPa = 106 Pa), etc., y en sistema tecnico– en kilogramos de fuerza por milímetro cuadrado, etc. (kgf/mm2, kgf/cm2).
Al comprometer materiales, a menudo se consideran cargas superficiales, distribuidos a lo largo del elemento estructural. Estas cargas se caracterizan por su intensidad, normalmente denominada q y expresada en newtons por metro (N/m, kN/m) o en kilogramos de fuerza por metro (kgf/m, kgf/cm), etc.
Cargas según la naturaleza de los cambios a lo largo del tiempo.
Según la naturaleza de los cambios a lo largo del tiempo, se distinguen. cargas estáticas- aumentar lentamente desde cero hasta su valor final y luego no cambiar; Y cargas dinámicas causando grandes
Impactos experimentados por el soporte por la mano doblada (ver Fig. 42), la tabla por la carga (ver Fig. 44), la varilla cilíndrica del perno al atornillar la tuerca llave inglesa(ver Fig. 45), etc., representan fuerzas externas o cargas. Las fuerzas que surgen en los lugares donde se fija el bastidor y se apoya el tablero se denominan reacciones.
Arroz. 42
Arroz. 44
Arroz. 45
Según el método de aplicación, las cargas se dividen en concentradas y distribuidas (Fig. 49).
Tipos y clasificación de cargas:
Cargas concentradas transmiten su efecto a través de áreas muy pequeñas. Ejemplos de tales cargas son la presión de las ruedas de un vagón de ferrocarril sobre los raíles, la presión de un carro elevador sobre un monorraíl, etc.
Cargas distribuidas operan en un área relativamente grande. Por ejemplo, el peso de la máquina se transmite a través del marco a toda el área de contacto con la base.
Según la duración de la acción, se acostumbra distinguir entre cargas constantes y variables. Un ejemplo de carga constante es la presión de un cojinete deslizante (el soporte de ejes y ejes) y su propio peso sobre el soporte.
Carga variable Son principalmente las partes de los mecanismos de acción periódica las que se ven afectadas. Uno de esos mecanismos es una transmisión de engranajes, en la que los dientes están en la zona de contacto de pares adyacentes. engranaje de las ruedas experimentar carga variable.
Por la naturaleza de la acción. las cargas pueden ser estático Y dinámica. Las cargas estáticas permanecen casi sin cambios durante todo el funcionamiento de la estructura (por ejemplo, la presión de las granjas sobre los soportes).
Cargas dinámicas y dura poco tiempo. Su aparición está asociada en la mayoría de los casos a la presencia de importantes aceleraciones y fuerzas de inercia.
Las cargas dinámicas las experimentan partes de las máquinas de impacto, como prensas, martillos, etc. Las partes de los mecanismos de manivela también experimentan cargas dinámicas significativas durante el funcionamiento debido a cambios en la magnitud y dirección de las velocidades, es decir, la presencia de aceleraciones.
Resistencia de materiales. Principales tareas de la sección. Clasificación de cargas.
La ciencia de la resistencia y deformabilidad de un material.
Tareas.
A) Cálculo de la resistencia: la resistencia es la capacidad de un material para resistir cargas y destrucción;
B) Cálculo de la rigidez: la rigidez es la capacidad de un material para resistir la deformación;
C) Cálculo de la estabilidad: la estabilidad es la capacidad de mantener un equilibrio estable.
Clasificación de cargas.
Durante la operación, las estructuras y estructuras perciben y transmiten cargas (fuerzas).
Las fuerzas pueden ser:
A) Volumétrico (gravedad, inercia, etc.);
B) Superficial (agua superficial, presión del agua);
Las cargas superficiales son:
enfocado
Cargas distribuidas
Según la naturaleza de la carga:
A) estático: valor constante o que aumenta lentamente;
B) dinámico: cargas o impactos que cambian rápidamente;
C) carga revariable: cargas que cambian con el tiempo.
Esquemas de cálculo. Hipótesis y supuestos.
Simplifican los cálculos.
Esquemas de cálculo.
Los diagramas de diseño son una parte que está sujeta a cálculos de resistencia, rigidez y estabilidad.
Toda la variedad de diseños de piezas se reduce a 3 diagramas de diseño:
A) Viga: un cuerpo en el que una de las dimensiones es mayor que las otras 2 (viga, tronco, riel);
B) Shell: un cuerpo en el que una de las dimensiones es más pequeña que las otras dos (cuerpo de cohete, casco de barco);
C) Una matriz es un cuerpo en el que los 3 lados son aproximadamente iguales (máquina, casa).
Suposiciones.
A) Todos los materiales tienen una estructura continua;
B) El material de la pieza es homogéneo, es decir. tiene las mismas propiedades en todos los puntos material;
C) Todos los materiales se consideran isotrópicos, es decir. ellos tienen en todas direcciones propiedades idénticas;
D) El material tiene una elasticidad ideal, es decir. Después de retirar la carga, el cuerpo recupera completamente su forma y tamaño.
Hipótesis.
A) Hipótesis de pequeños movimientos.
Los desplazamientos que se producen en la estructura bajo la influencia de fuerzas externas son muy pequeños, por lo que se desprecian en los cálculos.
B) Supuestos de deformabilidad lineal.
El movimiento en las estructuras es directamente proporcional a las cargas actuantes.
Método de sección. Tipos de cargas (deformaciones)
Método de sección.
Considere una carga cargada Fuerzas externas P1, P2, P3, P4. Apliquemos el método de la sección a la viga: córtela con un plano L en 2 partes iguales, izquierda y derecha. Descartemos el de la izquierda, dejemos el de la derecha.
El lado derecho - izquierdo - estará en equilibrio, porque En la sección transversal surgirán factores de fuerza interna (IFF), que equilibran la parte restante y reemplazan las acciones de la parte desechada.
A) N – fuerza longitudinal
B)Qx- Fuerza de corte
B) Qy – fuerza cortante
D) Mz – par
D) Mx – momento flector
E) Mi – momento flector.
Tipos de deformaciones (cargas)
A) Tracción, compresión: aquella deformación en la que en la sección transversal sólo actúa la fuerza longitudinal N (resorte, acordeón de botones, autoteléfono);
B) Torsión: deformación en la que sólo el par Mz (eje, engranaje, tuerca, peonza) actúa en la sección;
B) Flexión – deformación durante la cual actúa en la sección un momento flector Mx o My (flexión de una viga, flexión de un balcón);
D) El cortante es una deformación en la que actúa una fuerza transversal Qx o Qy en la sección (cortante y aplastamiento del remache).
Las deformaciones consideradas se consideran simples.
Vista compleja deformación.
Deformación en la que actúan simultáneamente 2 o más factores de fuerza interna en una sección (acciones combinadas de flexión y torsión: un eje con un engranaje).
Conclusión: el método de la sección permite determinar la VSF y el tipo de deformación. Para evaluar la resistencia de una estructura, se determina la intensidad de las fuerzas de tensión internas.
Estres mecanico.
Estres mecanico- llamado valor del factor de fuerza interna por área de sección transversal.
Deformación por tracción y compresión. VSF, voltaje.
Tensión, deformación por compresión.
Se trata de una deformación en la que aparece en la sección una fuerza longitudinal N. Ejemplo (resorte, acordeón de botones, cable).
Conclusión: Extensión– deformación en la que la fuerza se dirige desde la sección, compresión – hacia sección.
Tensión en R-S:
Conclusión: con R-S surgen tensiones normales, es decir ellos, al igual que la fuerza longitudinal N, son perpendiculares a la sección.
Cálculos de resistencia a tracción y compresión.
Hay 3 cálculos de fuerza:
A) Prueba de fuerza
B) Selección de sección
B) Determinación de la carga permitida
Conclusión: se necesitan cálculos de fuerza para predecir la destrucción.
Ley de Hooke en tensión y compresión.
E – Módulo de Young (o módulo elástico).
E.I. como tensión.
El módulo de Young para cada material es diferente y se selecciona del material de referencia.
voltaje normal directamente proporcional a la deformación longitudinal - ley de Hooke .
El módulo de Young Caracteriza la rigidez de un material bajo tensión y compresión.
Arrugado. Cálculos de trituración.
Si el espesor de las piezas a conectar es pequeño y la carga que actúa sobre la conexión es grande, entonces surge una gran presión mutua entre la superficie de las piezas a conectar y las paredes del orificio.
Está designado - sigma ver
Como resultado de esta presión, un remache, perno, tornillo... se arruga, la forma del agujero se distorsiona y se rompe la estanqueidad.
Cálculos de fuerza.
Rebanada Cálculos de corte.
Si 2 láminas de espesor S se conectan entre sí mediante remaches o un perno, se producirá un corte a lo largo de planos perpendiculares a las líneas axiales de estas partes.
Cálculos de corte.
Torsión. Puro turno. Ley de Hooke en torsión.
Torsión – deformación en la que se produce un par Mz en la sección transversal de la pieza (eje, engranaje, tornillo sin fin).
La torsión se puede lograr mediante corte puro de un tubo de paredes delgadas.
En las caras del elemento seleccionado a,b,c,d, surge un esfuerzo cortante τ(tau) – esto es lo que caracteriza corte puro .
En corte puro, se ha establecido una relación directa entre las tensiones tangenciales τ y el ángulo de corte γ(gamma) – Ley de Hooke en torsión :τ=G*γ
G - módulo de corte, caracteriza la rigidez al corte del material.
Medido – MPa.
2) G=E*E(módulo de Young)
Para el mismo material, existe una relación entre el módulo de corte G y el módulo de Young (3).
El módulo de corte se determina a partir de la fórmula mediante cálculo, tomando valores del material de referencia.
Esfuerzos de torsión. Distribución de tensiones tangenciales en una sección.
Ws es el momento polar de resistencia a la sección.
La tensión tangencial se distribuye en la sección según una ley lineal, tmax se encuentra en el contorno de la sección, t=0 en el centro de la sección, todos los demás t están entre ellos.
Ws – para las secciones más simples.
Cálculos de resistencia a la torsión.
Conclusión: Los cálculos de resistencia a la torsión son necesarios para predecir fallas.
Cálculos de rigidez torsional.
Los ejes precisos están calculados para la rigidez con el fin de perder precisión del resorte.
Ángulo de giro relativo.
Ambas cantidades se pueden medir en grados o radianes.
Doblar. Tipos de curvas. Ejemplos de curvas.
Doblar – deformación en la que actúa el momento flector (Mx, My).
Ejemplos : codo en una viga de construcción, escritorio, balcón.
tipos :
Curva recta
curva oblicua
Clasificación de engranajes mecánicos.
- Basado en el principio de transmisión de movimiento.: transmisión por fricción y transmisión por engranajes; dentro de cada grupo existen transmisiones por contacto directo y transmisiones por comunicación flexible;
- según la posición relativa de los ejes: engranajes con ejes paralelos (cilíndricos, engranajes con ejes que se cruzan (cónicos), engranajes con ejes cruzados (sin fin, cilíndricos con dientes helicoidales, hipoides);
- por la naturaleza de la relación de transmisión: con relación de transmisión constante y con relación de transmisión continuamente variable (variadores).
Dependiendo de la relación de los parámetros de los ejes de entrada y salida, las transmisiones se dividen en:
-cajas de cambios(cambios descendentes): desde el eje de entrada al eje de salida, reducen la velocidad de rotación y aumentan el par;
-animadores(engranajes de sobremarcha): desde el eje de entrada al eje de salida, la velocidad de rotación aumenta y se reduce el par.
Engranajes de fricción
Transmisión por fricción - una transmisión mecánica utilizada para transmitir el movimiento de rotación (o para convertir el movimiento de rotación en movimiento de traslación) entre ejes utilizando fuerzas de fricción que surgen entre rodillos, cilindros o conos montados en ejes y presionados entre sí.
Las transmisiones por fricción se clasifican según los siguientes criterios:
1. Por finalidad:
Con relación de transmisión no regulada (Fig.9.1-9.3);
Con control continuo (suave) de la relación de transmisión (variadores).
2. Según la posición relativa de los ejes del eje:
Cilíndrico o cónico con ejes paralelos (Fig. 9.1, 9.2);
Cónico con ejes que se cruzan (Fig. 9.3).
3. Según las condiciones de trabajo:
Abierto (que se seque);
Cerrado (trabajo en baño de aceite).
4. Basado en el principio de funcionamiento:
Irreversible (Figuras 9.1-9.3);
Reversible.
Ventajas de los engranajes de fricción:
Simplicidad de diseño y mantenimiento;
Transmisión suave de movimiento y control de velocidad y funcionamiento silencioso;
Grandes capacidades cinemáticas (conversión de movimiento de rotación en movimiento de traslación, cambio continuo de velocidad, capacidad de retroceder en movimiento, encender y apagar marchas en movimiento sin detenerse);
Rotación uniforme, lo cual es conveniente para los dispositivos;
Posibilidad de regulación continua de la relación de transmisión y en movimiento, sin detener la transmisión.
Desventajas de los engranajes de fricción:
Inconstancia de la relación de transmisión debido al deslizamiento;
Baja potencia transmitida (transmisiones abiertas - hasta 10-20 kW; transmisiones cerradas - hasta 200-300 kW);
Para engranajes abiertos, la eficiencia es relativamente baja;
Desgaste grande y desigual de los rodillos al deslizarse;
La necesidad de utilizar soportes de eje especialmente diseñados con dispositivos de sujeción (esto hace que la transmisión sea engorrosa);
Para engranajes abiertos, velocidad periférica baja (7 - 10 m/s);
Grandes cargas sobre ejes y cojinetes debido a la fuerza aerodinámica, lo que aumenta su tamaño y hace que la transmisión sea engorrosa. Esta desventaja limita la cantidad de potencia transmitida;
Grandes pérdidas por fricción.
Solicitud.
Se utilizan relativamente raramente en la construcción de máquinas, por ejemplo, en prensas de fricción, martillos, cabrestantes, equipos de perforación, etc. Estos engranajes se utilizan principalmente en dispositivos donde se requiere un funcionamiento suave y silencioso (grabadoras, reproductores, velocímetros, etc.).
Tuerca de transmisión
La transmisión tornillo-tuerca consta de : un tornillo y una tuerca en contacto con las superficies del tornillo.La transmisión tornillo-tuerca está diseñada para convertir el movimiento de rotación en movimiento de traslación.
Hay dos tipos de engranajes de tuerca y tornillo.:
Transmisiones por fricción deslizante o pares de tornillos fricción de deslizamiento;
Transmisiones por fricción rodante o husillos de bolas. El elemento impulsor en la transmisión suele ser un tornillo, el elemento impulsado es una tuerca. En las transmisiones de tornillo-tuerca rodantes, se realizan ranuras helicoidales (roscas) de perfil semicircular en el tornillo y en la tuerca, que sirven como pistas de rodadura para las bolas.
Según la finalidad de la transmisión, los tornillos son:
- carga, Se utiliza para crear grandes fuerzas axiales.
- tren de rodaje, Se utiliza para movimientos en mecanismos de alimentación. Para reducir las pérdidas por fricción se utilizan principalmente roscas trapezoidales de múltiples entradas.
- instalación, Se utiliza para movimientos y ajustes precisos. Tener hilo métrico. Para garantizar una transmisión sin juego, las tuercas están dobladas.
Ventajas principales:
1.oportunidad de conseguir una gran victoria en el poder;
2. alta precisión de movimiento y capacidad de obtener movimientos lentos;
3. funcionamiento suave y silencioso;
4. grande capacidad de carga en pequeño dimensiones totales;
5. simplicidad de diseño.
Desventajas de los engranajes de tuerca deslizante con tornillo:
1.altas pérdidas por fricción y baja eficiencia;
2. dificultad de uso a altas velocidades de rotación.
Aplicación de la transmisión tornillo-tuerca.
Las aplicaciones más típicas de las transmisiones de tornillo-tuerca son:
Levantamiento de cargas (gatos);
Carga en máquinas de prueba;
Implementación del proceso de trabajo en máquinas herramienta (procesos de tornillo);
Control de cola de aeronaves (flaps, brazos direccionales y de altitud, mecanismos de liberación del tren de aterrizaje y cambios en el barrido del ala);
Movimiento de las piezas de trabajo del robot;
Movimientos de división precisos (en mecanismos de medición y máquinas herramienta).
Engranajes
Un mecanismo en el que dos eslabones móviles son engranajes que forman un par rotacional o traslacional con un eslabón fijo se llama transmisión de engranajes . La más pequeña de las ruedas de transmisión generalmente se llama engranaje, y la más grande es rueda, un eslabón de engranaje que hace movimiento rectilíneo, se llama estante.
Clasificación:
- según la posición relativa de los ejes de las ruedas: con ejes paralelos, con ejes que se cruzan con ejes cruzados) con transformación de movimiento
- por la ubicación de los dientes con respecto a las ruedas formadoras: diente derecho; helicoidal galón; con diente circular;
- en la dirección de los dientes oblicuos se encuentran: derecha e izquierda.
- por diseño: abierto y cerrado;
- por número de pasos: de una sola etapa;
engranajes helicoidales
Engranaje helicoidal (o engranaje helicoidal)- un mecanismo de transmisión de rotación entre ejes mediante un tornillo y una rueda helicoidal asociada. El tornillo sin fin y la rueda helicoidal forman juntos un par cinemático de engranaje-tornillo superior, y con el tercer eslabón fijo, pares cinemáticos de rotación inferiores.
Ventajas:
· Funcionamiento suave;
· Ruido bajo;
· Autofrenado - en determinadas relaciones de transmisión;
· Mayor precisión cinemática.
Defectos:
· Mayores requisitos de precisión de montaje, necesidad de un ajuste preciso;
· En algunas relaciones de transmisión, la transmisión de la rotación sólo es posible en una dirección: del tornillo a la rueda. (Para algunos mecanismos esto puede considerarse una ventaja).
· Eficiencia relativamente baja (se aconseja utilizar a potencias inferiores a 100 kW)
· Grandes pérdidas por fricción con la generación de calor, necesidad de medidas especiales para intensificar la eliminación de calor;
· Mayor desgaste y tendencia al gripado.
gusanosse distinguen por las siguientes características:
Según la forma de la superficie generadora:
· cilíndrico
· globoide
En la dirección de la línea de la bobina:
Por número de inicios de hilo
· paso único
· multipaso
· según la forma de la superficie de la rosca del tornillo
· con perfil de Arquímedes
· con perfil de convolución
· con perfil involuto
trapezoidal
Caja de cambios
Caja de cambios (mecánica)- un mecanismo que transmite y convierte el par, con uno o más engranajes mecánicos.
Principales características de la caja de cambios. -Eficiencia, relación de transmisión, potencia transmitida, velocidades angulares máximas de los ejes, número de ejes motrices y conducidos, tipo y número de engranajes y pasos.
En primer lugar, las cajas de cambios se clasifican según los tipos de transmisiones mecánicas. : cilíndrico, cónico, helicoidal, planetario, ondulatorio, espiroide y combinado.
Cajas de engranajes : V producción en serie Las carcasas de cajas de cambios fundidas estandarizadas se utilizan ampliamente. Muy a menudo, en la industria pesada y la ingeniería mecánica, las carcasas están hechas de hierro fundido, con menos frecuencia de acero fundido.
Clasificación de cajas de cambios.
- Cajas de engranajes helicoidales
- Cajas de cambios helicoidales
- Clasificación de cajas de cambios según el tipo de marchas y el número de etapas.
transmisiones por correa
Dispositivo y propósito
Correaje se refiere a transmisiones fricción con conexión flexible y se puede utilizar para transmitir movimiento entre ejes ubicados a una distancia considerable entre sí. Consta de dos poleas (conductora, conducida) y una correa sin fin que las recubre, tensada. La polea motriz fuerza las fuerzas de fricción que surgen en la superficie de contacto entre la polea y la correa debido a su tensión, provocando que la correa se mueva. La correa, a su vez, hace girar la polea conducida.
Área de aplicación
Las transmisiones por correa se utilizan para accionar unidades de motores eléctricos de potencia baja y media; para accionamiento desde motores de baja potencia Combustión interna.
Transmisiones de cadena
Transmisiones de cadena - estas son transferencias compromiso Y conexión flexible, formado por una rueda dentada motriz y conducida y una cadena que los encierra. La transmisión también suele incluir dispositivos y protectores de tensión y lubricación.
Ventajas:
1. posibilidad de aplicación en una gama significativa de distancias entre ejes;
2. dimensiones más pequeñas que las transmisiones por correa;
3. sin deslizamiento;
4. alta eficiencia;
5. fuerzas relativamente pequeñas que actúan sobre los ejes;
6. la capacidad de transferir movimiento a varias ruedas dentadas;
7. Posibilidad de fácil sustitución de la cadena.
Defectos:
1. la inevitabilidad del desgaste de las uniones de las cadenas debido a la falta de condiciones para la fricción de los fluidos;
2. variabilidad de la velocidad de la cadena, especialmente con un número reducido de dientes de rueda dentada;
3. la necesidad de una instalación de ejes más precisa que la de Transmisión por correa trapezoidal;
4. la necesidad de lubricación y ajuste.
Cadenas con cita dividido en tres grupos:
1. carga: se utiliza para asegurar la carga;
2. tracción: se utiliza para mover mercancías en máquinas de transporte continuo (cintas transportadoras, ascensores, escaleras mecánicas, etc.);
3. unidad: se utiliza para transmitir movimiento.
Solicitud: Los engranajes se utilizan en máquinas agrícolas, de manipulación de materiales, textiles y de impresión, motocicletas, bicicletas, automóviles y equipos de perforación petrolera.
Mecanismos
Mecanismo- la estructura interna de una máquina, dispositivo, aparato que los pone en acción. Los mecanismos sirven para transmitir movimiento y convertir energía (caja de cambios, bomba, motor eléctrico).
El mecanismo consta de 3 grupos de enlaces:
1. Enlaces fijos - bastidores
2. Enlaces de transmisión: transmite movimiento.
3. Enlaces impulsados: percibe movimientos.
Clasificación de mecanismos.:
1. Mecanismos de palanca: mecanismo de manivela - manivela (movimientos de rotación), biela (calibración), control deslizante (traslacional).
Solicitud: Bombas de pistón, máquinas de vapor.
Ejes y ejes
En las máquinas modernas, el movimiento de rotación de piezas es el más utilizado. Menos común es el movimiento de traslación y su combinación con el movimiento de rotación (movimiento helicoidal). Se garantiza el movimiento de las piezas de la máquina que se mueven progresivamente. dispositivos especiales, llamado guías. Para realizar el movimiento de rotación se utilizan piezas especiales: ejes y ejes, que con sus secciones especialmente adaptadas: ejes (picos) o talones. – descansan sobre dispositivos de soporte llamados cojinetes o cojinetes de empuje.
Lo llaman eje Pieza (normalmente de forma cilíndrica lisa o escalonada) diseñada para soportar poleas, engranajes, ruedas dentadas, rodillos, etc. montados en ella, y para transmitir par.
Durante el funcionamiento, el eje experimenta flexión y torsión, y en algunos casos, además de la flexión y torsión, los ejes pueden experimentar deformación por tracción (compresión). Algunos ejes no soportan piezas giratorias y funcionan solo en torsión (ejes de transmisión de automóviles, rodillos de máquinas laminadoras, etc. ).
El eje se llama una pieza destinada únicamente a soportar las piezas instaladas en él.
A diferencia del eje, el eje no transmite par y solo funciona al doblarse. En las máquinas, los ejes pueden estar estacionarios o pueden girar junto con las piezas que se encuentran sobre ellos (ejes móviles).
Lasificación de árboles y ejes.
A proposito Los ejes se dividen en:
Engranaje- transportar únicamente diversas piezas de transmisiones mecánicas (engranajes, poleas, piñones de cadena, acoplamientos, etc.),
Indígena- que llevan las principales partes de trabajo de las máquinas (rotores de motores eléctricos y turbinas, complejo biela-pistón de motores de combustión interna y bombas de pistones) y, si es necesario, además piezas de transmisiones mecánicas (husillos de máquinas, ejes de transmisión de transportadores, etc.). El eje principal de las máquinas con movimiento de rotación de una herramienta o producto se llama huso .
Por forma geometrica Los ejes se dividen en: derecho; manivela; manivela; flexible; telescópico; ejes cardan .
Según el método de fabricación, se distinguen.: ejes macizos y compuestos.
Por apariencia secciones cruzadas Las secciones de eje distinguen entre ejes macizos y huecos con secciones transversales redondas y no circulares.
Aspectos
Cojinete - Una unidad de ensamblaje que forma parte de un soporte o tope y soporta un eje, eje u otra estructura móvil con una rigidez determinada. Fija la posición en el espacio, proporciona rotación, movimiento rodante o lineal (para rodamientos lineales) con la menor resistencia, percibe y transmite la carga de la unidad móvil a otras partes de la estructura.
Según el principio de funcionamiento, todos los rodamientos se pueden dividir en varios tipos:
· rodamientos;
· cojinetes deslizantes;
Rodamientos
Representa una unidad terminada, cuyos elementos principales son cuerpos rodantes: bolas o rodillos instalados entre los anillos y mantenidos a cierta distancia entre sí.
Ventajas:
1. Bajo costo debido a la producción en masa.
2. Bajas pérdidas por fricción y bajo calentamiento durante el funcionamiento.
3. Pequeñas dimensiones axiales.
4. Simplicidad de diseño
Defectos:
1. Grandes dimensiones radiales.
2. No hay conexiones desmontables.
Clasificación:
1. Según la forma de los elementos rodantes: bola, rodillo.
2. Según el sentido de acción: empuje radial, empuje, empuje-radial.
3. Según el número de elementos rodantes: homogéneo, de dos hileras, de cuatro hileras.
4. Según las principales características de diseño: autoalineantes, no autoalineantes.
Aplicación: En ingeniería mecánica.
Cojinetes lisos
Cojinete deslizante: consta de una carcasa, revestimientos y dispositivos de lubricación. En su forma más simple, son un casquillo (inserto) integrado en el bastidor de la máquina.
La lubricación es una de las condiciones básicas. Operación confiable rodamiento y proporciona baja fricción, separación de piezas móviles, disipación de calor y protección contra influencias ambientales dañinas.
La lubricación puede ser:
- líquido(aceites minerales y sintéticos, agua para rodamientos no metálicos),
- el plastico(a base de jabón de litio y sulfonato de calcio, etc.),
- duro(grafito, disulfuro de molibdeno, etc.) y
- gaseoso(diversos gases inertes, nitrógeno, etc.).
Clasificación:
Los cojinetes deslizantes se dividen en:
dependiendo de la forma del orificio del rodamiento:
- una o varias superficies,
- con desplazamiento de superficies (en el sentido de rotación) o sin (para mantener la posibilidad de rotación inversa),
- con o sin desplazamiento central (para la instalación final de ejes después de la instalación);
en la dirección de la percepción de la carga:
- radial
- axial (empuje, cojinetes de empuje),
- empuje radial;
por diseño:
- de una pieza (manga; principalmente para I-1),
- desmontable (compuesto por cuerpo y funda; básicamente para todos excepto I-1),
- incorporado (bastidor, solidario al cárter, bastidor o bastidor de la máquina);
por número de válvulas de aceite:
- con una válvula,
- con varias válvulas;
cuando sea posible regulación:
- no regulado,
- ajustable.
Ventajas
- Fiabilidad en accionamientos de alta velocidad
- Capaz de soportar cargas significativas de impactos y vibraciones.
- Dimensiones radiales relativamente pequeñas
- Permite la instalación de cojinetes divididos en muñones del cigüeñal y no requiere el desmontaje de otras piezas durante las reparaciones.
- Diseño simple en vehículos que circulan lentamente
- Le permite trabajar en agua.
- Permite el ajuste del espacio y garantiza una instalación precisa del eje geométrico del eje.
- Económico para diámetros de eje grandes
Defectos
- Requiere supervisión constante de la lubricación durante la operación.
- Dimensiones axiales relativamente grandes
- Grandes pérdidas por fricción durante el arranque y mala lubricación.
- Alto consumo lubricante
- Altos requisitos de temperatura y limpieza del lubricante.
- Eficiencia reducida
- Desgaste desigual del cojinete y del muñón.
- Uso de materiales más caros.
Aplicación: Para bueyes de grandes diámetros; vehículos de baja velocidad; Accesorios.
acoplamiento- un dispositivo (parte de la máquina) diseñado para conectar entre sí los extremos de los ejes y las partes que se asientan libremente sobre ellos para transmitir el par. Se utilizan para conectar dos ejes ubicados en el mismo eje o en ángulo entre sí.
Clasificaciones de acoplamientos.
Por tipo de gestión
· Controlado - acoplamiento, automático
· Incontrolable: en funcionamiento constante.
Conexiones permanentes.
Conexiones soldadas
Junta soldada- conexión permanente realizada mediante soldadura.
Una unión soldada incluye tres zonas características formadas durante la soldadura: la zona de soldadura, la zona de fusión y la zona afectada por el calor, así como la parte del metal adyacente a la zona afectada por el calor.
Zonas de la unión soldada: la más clara es la zona del metal base, la más oscura es la zona afectada por el calor, la zona más oscura del centro es la zona de soldadura. Entre la zona afectada por el calor y la zona de soldadura hay una zona de fusión.
cordón de soldadura- una sección de una junta soldada formada como resultado de la cristalización de metal fundido o como resultado de una deformación plástica durante la soldadura a presión o una combinación de cristalización y deformación.
metal de soldadura- una aleación formada por metales base fundidos y metales depositados o únicamente metal base refundido.
Metal base- metal de las piezas a soldar.
Zona de fusión- zona de granos parcialmente fusionados en el borde del metal base y el metal de soldadura.
Zona afectada por el calor- una sección del metal base que no se ha fundido, cuya estructura y propiedades han cambiado como resultado del calentamiento durante la soldadura o el revestimiento.
Conexiones adhesivas.
Las uniones adhesivas se utilizan cada vez más en relación con el desarrollo de adhesivos sintéticos de alta calidad. Las juntas solapadas adhesivas más utilizadas son las juntas de corte. Si es necesario obtener conexiones especialmente fuertes, utilizo conexiones combinadas: tornillos encolados, remaches adhesivos, soldados con cola.
Áreas de aplicación de adhesivos.
Los mayores consumidores de materiales adhesivos son la industria de la madera, la construcción, la industria ligera, la ingeniería mecánica, la industria aeronáutica, la construcción naval, etc.
Los adhesivos se utilizan en dispositivos de comunicación, señalización y suministro de energía.
Conexiones combinadas: soldadas con cola, roscadas con cola, remachadas con adhesivo: mejoran significativamente especificaciones Piezas y mecanismos, proporcionan alta resistencia y, en algunos casos, estanqueidad de las estructuras.
Los adhesivos han encontrado aplicación en medicina para pegar huesos, tejidos vivos y otros fines.
Conexiones desmontables.
Conexiones con llave
Las conexiones con llave se utilizan para asegurar piezas giratorias (engranajes, poleas, acoplamientos, etc.) a un eje (o eje), así como para transmitir par desde el eje al cubo de la pieza o, por el contrario, del cubo al eje. eje Estructuralmente, se hace una ranura en el eje, en la que se coloca una chaveta, y luego se coloca una rueda, que también tiene una chaveta, sobre esta estructura.
Dependiendo del propósito de la conexión clave, existen claves. Diferentes formas:
A) Chaveta paralela con extremo plano;
b) Llave paralela con extremo plano y orificios para tornillos de montaje;
c) Llave con extremo redondeado;
d) Llave con extremo redondeado y orificios para tornillos de montaje;
e) Clave de segmento;
e) Llave de cuña;
g) Llave de cuña con tope.
Conexiones estriadas
Las juntas estriadas se utilizan para conectar ejes y ruedas debido a las protuberancias en el eje y en las depresiones en el orificio de la rueda.
Según el principio de funcionamiento, las conexiones estriadas se parecen a las conexiones enchavetadas, pero tienen una serie de ventajas:
· mejor centrado de las piezas en el eje;
· transmitir más par;
· alta fiabilidad y resistencia al desgaste.
Dependiendo del perfil del diente, existen tres tipos principales de conexiones:
a) Dientes de lados rectos (número de dientes Z = 6, 8, 10, 12), GOST 1139-80;
b) Dientes envolventes (número de dientes Z = 12, 16 o más), GOST 6033-80;
c) Dientes triangulares (número de dientes Z = 24, 36 o más).
Las conexiones estriadas se utilizan ampliamente en mecanismos donde es necesario mover la rueda a lo largo del eje del eje, por ejemplo, en los interruptores de velocidad de los automóviles.
Las conexiones estriadas son confiables, pero no tecnológicamente avanzadas, por lo que su uso es limitado debido al alto costo de fabricación.
Conexiones roscadas
Una conexión roscada es una conexión desmontable de los componentes de un producto mediante una pieza con rosca.
Un hilo consta de proyecciones y depresiones alternas en la superficie de un cuerpo giratorio, ubicadas a lo largo de una línea helicoidal. El cuerpo de revolución puede ser un cilindro o agujero circular- hilos cilíndricos. A veces se usa hilo cónico. El perfil del hilo corresponde a un estándar determinado.
Tipos de conexiones roscadas
| Nombre | Imagen | Nota |
| Conexión atornillada |  | Se utiliza para sujetar piezas de pequeño espesor. Si el hilo se rompe, se reemplaza fácilmente. |
| Conexión de tornillo |  | El tornillo puede tener cualquier cabeza. El hilo se corta directamente en el cuerpo de la pieza. Desventaja: las roscas de la carcasa pueden dañarse, lo que conlleva la sustitución de toda la carcasa. |
| Conexión de pines |  | El apriete se realiza con una tuerca. El pasador está atornillado al cuerpo. Si se rompe una rosca del cuerpo, se corta una nueva rosca de mayor diámetro o, si esto no es posible, se sustituye todo el cuerpo. |
| Conexión de pines |  | El apriete se realiza con dos tuercas. Si el hilo se rompe, se reemplaza fácilmente. |
Formas estructurales básicas de cabezas de pernos y tornillos. 
a) Cabeza hexagonal para apretar con llave; b) Cabeza redonda con ranura para apretar con destornillador; c) Cabeza avellanada con ranura para apretar con destornillador.
Roscas de fijación y sellado. Se utilizan en productos roscados destinados tanto a sujetar piezas como a crear un sello. Estos incluyen roscas: tubo cilíndrico, tubo cónico, pulgada cónica, pulgada redonda.
Fijar tornillos y conexiones.
Los tornillos de fijación se utilizan para fijar la posición de las piezas y evitar que se muevan.
a) Con extremo plano, utilizado para la fijación de piezas de pequeño espesor. b) Vástago cónico. c) Vástago escalonado.
Para sujetar piezas preperforadas se utilizan mangos escalonados y cónicos.
Ejemplo de uso de un tornillo prisionero con vástago cónico.
Pernos y conexiones para usos especiales.
| Pernos de cimentación. Elementos de sujeción especiales fabricados en forma de varilla roscada. Sirven principalmente para sujetar diversos equipos y estructuras de construccion. Se utilizan en lugares donde es necesaria una fijación fuerte y confiable de estructuras en concreto, ladrillo, piedra u otros cimientos. El perno se coloca en la base y se rellena con hormigón. |  |
| Perno de argolla (perno cargado): diseñado para agarrar y mover máquinas y piezas durante la instalación, desarrollo, carga, etc. |  |
| Gancho con perno cargado: diseñado para enganchar y mover diversas cargas. |  |
Nueces.
En las conexiones roscadas desmontables, los pernos y espárragos están equipados con tuercas. Las tuercas en los agujeros tienen la misma rosca que los pernos (tipo, diámetro, paso). Agujero con rosca
1.4. Dependiendo de la duración de la carga, se debe distinguir entre cargas permanentes y temporales (a largo plazo, a corto plazo, especiales).
1.5. Las cargas que surgen durante la fabricación, almacenamiento y transporte de estructuras, así como durante la construcción de estructuras, deben tenerse en cuenta en los cálculos como cargas a corto plazo.
Las cargas que surgen durante la etapa de operación de las estructuras deben tenerse en cuenta de acuerdo con los párrafos 1.6 a 1.9.
a) el peso de partes de estructuras, incluido el peso de las estructuras de construcción portantes y de cerramiento;
b) peso y presión de los suelos (terraplenes, rellenos), presión de las rocas.
Las fuerzas del pretensado que quedan en la estructura o cimentación deben tenerse en cuenta en los cálculos como fuerzas de cargas permanentes.
a) el peso de tabiques temporales, lechadas y zapatas para equipos;
b) el peso de los equipos estacionarios: máquinas, aparatos, motores, contenedores, tuberías con accesorios, piezas de soporte y aislamiento, cintas transportadoras, máquinas elevadoras permanentes con sus cables y guías, así como el peso de los líquidos y sólidos que llenan los equipos;
c) la presión de gases, líquidos y cuerpos granulares en contenedores y tuberías, exceso de presión y enrarecimiento del aire que se produce durante la ventilación de las minas;
d) cargas en el suelo procedentes de materiales almacenados y equipos de estanterías en almacenes, frigoríficos, hórreos, depósitos de libros, archivos y locales similares;
e) influencias tecnológicas de la temperatura de los equipos estacionarios;
e) el peso de la capa de agua sobre el agua llena revestimientos planos;
g) el peso de los depósitos de polvo industrial, si no se excluye su acumulación mediante medidas adecuadas;
h) cargas de personas, animales, equipos en los pisos de edificios residenciales, públicos y agrícolas con valores estándar reducidos que se indican en la tabla. 3;
i) cargas verticales de puentes y grúas puente con un valor estándar reducido, determinada multiplicando el valor estándar completo de la carga vertical de una grúa (ver cláusula 4.2) en cada tramo del edificio por el coeficiente: 0,5 - para grupos de operativos modos de grúas 4K-6K; 0,6 - para el grupo de modo de funcionamiento de grúa 7K; 0,7 - para el grupo de modo de funcionamiento de grúa 8K. Se aceptan grupos de modos de funcionamiento de grúas según GOST 25546 - 82;
j) cargas de nieve con un valor estándar reducido, determinada multiplicando el valor estándar completo de acuerdo con las instrucciones de la cláusula 5.1 por el coeficiente: 0,3 - para la región nevada III: 0,5 - para la región IV; 0,6 - para las regiones V y VI;
k) temperatura influencias climáticas con valores estándar reducidos, determinados de acuerdo con las instrucciones de los párrafos. 8.2 - 8.6 proporcionado = 
=
=
=
=0,
=
= 0;
m) impactos causados por deformaciones de la base, no acompañadas de un cambio fundamental en la estructura del suelo, así como por el deshielo de los suelos de permafrost;
m) impactos causados por cambios de humedad, contracción y fluencia de materiales.
a) cargas de los equipos que surgen en los modos de arranque, transición y prueba, así como durante su reordenamiento o reemplazo;
b) el peso de las personas, materiales de reparación en las áreas de mantenimiento y reparación de equipos;
c) cargas de personas, animales, equipos en los pisos de edificios residenciales, públicos y agrícolas con valores estándar completos, excepto las cargas especificadas en el párrafo 1.7, a, b, d, e;
d) cargas procedentes de equipos móviles de elevación y transporte (carretillas elevadoras, vehículos eléctricos, transelevadores, polipastos, así como puentes grúa y puentes grúa con valores estándar completos);
e) cargas de nieve con valor normalizado completo;
f) efectos climáticos de la temperatura con valor estándar completo;
g) cargas de viento;
h) cargas de hielo.
b) efectos explosivos;
c) cargas causadas por perturbaciones repentinas proceso tecnológico, mal funcionamiento temporal o avería del equipo;
d) impactos provocados por deformaciones de la base, acompañados de un cambio radical en la estructura del suelo (al empapar suelos de hundimiento) o su hundimiento en zonas mineras y zonas kársticas.
Como muestra la práctica, el tema de la recopilación de cargas plantea el mayor número de preguntas entre los ingenieros jóvenes que comienzan su carrera. actividad profesional. En este artículo quiero considerar qué son las cargas permanentes y temporales, en qué se diferencian las cargas a largo plazo de las de corto plazo y por qué es necesaria dicha separación, etc.
Clasificación de cargas por duración de acción.
Dependiendo de la duración de la acción, las cargas y los impactos se dividen en permanente Y temporario . Temporario cargas a su vez se dividen en a largo plazo, a corto plazo Y especial.
Como sugiere el propio nombre, cargas permanentes válido durante todo el período de funcionamiento. Cargas vivas aparecer durante ciertos períodos de construcción u operación.
incluyen: peso propio de las estructuras portantes y de cerramiento, peso y presión del suelo. Si en el proyecto se utilizan estructuras prefabricadas (travesaños, losas, bloques, etc.), el valor estándar de su peso se determina sobre la base de normas, planos de trabajo o datos de pasaporte de las plantas de fabricación. En otros casos, el peso de estructuras y suelos se determina a partir de datos de diseño en función de sus dimensiones geométricas como producto de su densidad ρ y volumen. V teniendo en cuenta su humedad bajo las condiciones de construcción y operación de estructuras.Las densidades aproximadas de algunos materiales básicos se dan en la tabla. 1. Pesos aproximados de algunos laminados y materiales de acabado se dan en la tabla. 2.
tabla 1
Densidad de los materiales básicos de construcción.
Material |
Densidad, ρ, kg/m3 |
Concreto:- pesado- celular |
2400400-600 |
Grava |
1800 |
Árbol |
500 |
Concreto reforzado |
2500 |
Hormigón de arcilla expandida |
1000-1400 |
Ladrillos con mortero pesado:- hecho de ladrillos cerámicos macizos- hecho de ladrillos cerámicos huecos |
18001300-1400 |
Mármol |
2600 |
Residuos de la construcción |
1200 |
Arena de río |
1500-1800 |
Mortero de cemento y arena |
1800-2000 |
Paneles aislantes térmicos de lana mineral:- no sujeto a carga— para aislamiento térmico de revestimientos de hormigón armado— en sistemas de fachada ventilada— para aislamiento térmico de paredes exteriores seguido de enlucido |
35-45160-19090145-180 |
Yeso |
1200 |
Tabla 2
Peso de materiales laminados y de acabado.
Material |
Peso, kg/m2 |
tejas bituminosas |
8-10 |
Placa de cartón-yeso de 12,5 mm de espesor |
10 |
Azulejos de cerámica |
40-51 |
Laminado de 10 mm de espesor |
8 |
Baldosas metálicas |
5 |
Parquet de roble:— 15 mm de espesor— espesor 18 mm— espesor 22 mm |
111315,5 |
Techo en rollo (1 capa) |
4-5 |
Panel sándwich para tejados:— espesor 50 mm— espesor 100 mm— espesor 150 mm— espesor 200 mm— espesor 250 mm |
1623293338 |
Madera contrachapada:— espesor 10 mm— 15 mm de espesor— 20 mm de espesor |
710,514 |
Cargas vivas están divididos en a largo plazo, a corto plazo y especial.
relatar:— cargas de personas, muebles, animales y equipos en los suelos de edificios residenciales, públicos y agrícolas con valores estándar reducidos;
— cargas procedentes de vehículos con valores normalizados reducidos;
— peso de tabiques temporales, lechadas y zapatas para equipos;
— cargas de nieve con valores estándar reducidos;
— peso de los equipos estacionarios (máquinas, motores, contenedores, tuberías, líquidos y sólidos, equipo de llenado);
— presión de gases, líquidos y cuerpos granulados en contenedores y tuberías, exceso de presión y enrarecimiento del aire que se produce durante la ventilación de las minas;
— cargas en el suelo procedentes de materiales almacenados y equipos de estanterías en almacenes, frigoríficos, graneros, depósitos de libros y archivos de locales similares;
— las influencias tecnológicas de la temperatura por parte de los equipos fijos;
— peso de la capa de agua sobre superficies planas llenas de agua;
— cargas verticales de puentes y grúas puente con un valor estándar reducido, determinadas multiplicando el valor estándar completo de la carga vertical de una grúa en cada tramo del edificio por el coeficiente:
0,5 - para grupos de modos de funcionamiento de grúas 4K-6K;
0,6 - para el grupo de modo de funcionamiento de grúa 7K;
0,7 - para el grupo de modo de funcionamiento de grúa 8K.
Se aceptan grupos de modos de grúa según GOST 25546.
relatar:— el peso de las personas, los materiales de reparación en las áreas de mantenimiento y reparación de equipos con valores estándar completos;
— cargas procedentes de vehículos con valores normalizados completos;
— cargas de nieve con valores normalizados completos;
— cargas de viento y hielo;
— cargas del equipo que surgen en los modos de arranque, transición y prueba, así como durante su reordenamiento o reemplazo;
— influencias climáticas de temperatura con valor estándar completo;
- cargas procedentes de equipos móviles de elevación y transporte (carretillas elevadoras, vehículos eléctricos, transelevadores, polipastos, así como puentes y puentes grúa con valores estándar completos).
relatar:— impactos sísmicos;
— efectos explosivos;
— cargas causadas por interrupciones repentinas en el proceso tecnológico, mal funcionamiento temporal o avería del equipo;
- impactos provocados por deformaciones de la base, acompañados de un cambio radical en la estructura del suelo (al empapar suelos de hundimiento) o su hundimiento en zonas de minería y karst.
