Ejercicio 7 – 13 Diseño mecánico II Grupo de consultoría: Amador consultoría: Amador Caroline, Castro Escorcia Dario, Castro Urrea Raúl, Castaño Edel, Ojeda José Luis. Un eje con engrane cónico montado en dos cojinetes de olas de !" mm serie "# es im$ulsado a % &#" r$m $or un motor conectado a tra'és de un aco$lamiento (e)ile. En la *gura se $resenta el eje, el engrane + los cojin cojinete etes. s. El eje a tenido tenido $ro $rolem lemas as -en -en reali realidad dad,, dos dos ejes ejes +a an an allado/, + el tiem$o de $arada de la m01uina es tan costoso 1ue se a decidido 1ue usted rediseñe el eje. Una 'eri*cación de dure2a de los ejes en la $ro)imidad de la ractura de los ejes mostró un $romedio de %34 5n de uno + #"! 5n del otro. Con tanta e)actitud cómo ue $osile se estimó 1ue los ejes allaron a 'idas medidas entre 6"" """ + % #"" #"" """ ciclos ciclos de o$era o$eració ción. n. Las Las su$er su$er*ci *cies es de los los ejes ejes estaa estaan n ma1u ma1uina inadas das,, $ero $ero no esmeri esmerilad ladas. as. Los Los tamañ tamaños os de los los *letes *letes no se midieron, $ero corres$onden a las recomendaciones $ara los cojinetes de olas 1ue se colocaron. Usted sae 1ue la carga es del ti$o $ulsante o de im$acto, $ero no tiene idea de la magnitud, $or1ue el eje im$ulsa un mecan mecanism ismo o de $osic $osicion ionami amien ento to + las las uer2a uer2as s son de inerc inercia. ia. Los Los cuñe cuñerros tiene tienen n un anco anco de 784 784 $ulg $ulgad adas as $or $or 78%6 78%6 $ulg $ulgad adas as de $rou $round ndida idad. d. El $iñón $iñón cónic cónico o de dien dientes tes recto rectos s im$uls im$ulsa a un engr engrane ane cónico de !4 dientes. Es$eci*1ue un nue'o eje con su*cientes detalles $ara asegurar una 'ida larga + sin $rolemas.
Consideraciones: La geometr9a del eje -dimensiones/ -dimensiones/ se decide no camiarla deido deido a 1ue los elementos aco$lados a él -rodamientos + engrane cónico/ $resentan dimensiones es$ec9*cas, $or lo cual si se camian se aumentar9an los costos costos al tenerlo tenerlos s 1ue rem$la2ar rem$la2ar $or otros otros de ma+or ma+or di0metr di0metro. o. Otro Otro moti'o $or el cual no se $uede camiar la geometr9a del eje se dee a la relación de transmisión e)istente entre las 'elocidades de rotación entre la rueda inductora e inducida, + si camiamos esta relación se altera el $ar de uer2a a$licado, $or ende camia los $ar0metros de $osicionamiento.
Consultoría: Deido a 1ue en el diseño de $ie2as $odemos 'ariar tanto la geometr9a de la $ie2a como el material a traajar, con lo anterior estalecido se dedujo 1ue lo único 1ue se $uede acer es considerar un material dierente $ara el diseño del eje *nal. Factores: : El eje est0 sometido a im$acto + la alla 1ue se est0 $resentando se encuentra locali2ada en la 2ona su$er*cial del eje, como esta no se le reali2ó un $roceso de esmerilado, el cual disminu+e la rugosidad su$er*cial disminu+endo la $osiilidad de grietas su$er*ciales. ;or otro lado la resistencia al im$acto est0 estrecamente relacionada con la medida de dure2a, o la resistencia a ser $enetrado, $or lo cual se ace necesario anali2ar las condiciones de dure2a en el eje + con res$ecto a este criterio tomar la mejor decisión $osile. : La dure2a 'eri*cada de los ejes anteriores eran a$ro)imadamente %345n + #"! 5n res$ecti'amente, $or esto + $or medio de la
= %"7? o %"!" en las $rueas reali2adas. Decisión nal:
Con lo anterior estalecido, se decidió a seleccionar un material 1ue tu'iese una dure2a ma+or, a$ro)imadamente el dole o una cercana, se recomendar9a usar un A=>= %"4" o ma+or con una dure2a rinell como se muestra en la tala, +a 1ue se sae 1ue a ma+or contenido de carono se ace m0s uerte el acero + este
tiene un ",4@ de carono.
Tabla 1. Propiedades de algunos aceros.
