Uniones permanentes

TEMA 1. UNIONES PERMANENTES

EJERCICIOS PROPUESTOS

Con su número de identificación seleccione un ejercicio de cada grupo de la siguiente manera.

CC. 72.225.325         Grupo A = Último número de CC (5); Grupo B = Penúltimo numero de la cedula (2)

Cualquier otra selección no será válida.

GRUPO A. COJINETES DE CONTACTO DESLIZANTE

1. Un cojinete de contacto tiene una relación de diámetro longitud de 1, y está operando a una velocidad de 1200 rpm, soporta una carga de 5kN. La presión de la película de aceite se requiere que sea de 5.26 MPa. Si se suministra un aceite SAE 30 con una temperatura de entrada de 50°C; para optimizar las pérdidas de potencia determine

1. El tamaño optimo del cojinete
2. El valor optimo para el espesor mínimo de película lubricante
3. El caudal total, el caudal lateral y el coeficiente de fricción

Para calcular la holgura radial c puede utilizar la expresión:

[pic 1]

1. Un cojinete de contacto con un diámetro de 80mm y una relación l/d = 1, ha sido montado en un compresor de aire para soportar una carga de 6.6kN, a una velocidad de N de 300rpm. Se desea que el cojinete soporte una carga óptima y funcione a una temperatura estacionaria razonable (temperatura promedio) de 50°C. El muñón está rectificado y funciona en un cojinete de bronce fundido escariado. La holgura radial c es de 45,72 x 10-3.

1. Calcule todos los parámetros del cojinete
2. Especificar el aceite utilizado
3. Calcule la potencia perdida en el cojinete.

1. Un cojinete de contacto d = 100 mm y l = 100 mm soporta una carga de 20kN con un espesor mínimo de película de aceite lubricante de ho = 0.02mm, c = 0.25 mm, N = 600 rpm. La temperatura del lubricante (SAE 40) tiene un incremento dentro del cojinete de ΔT = 5°C

1. Calcule la presión (Ps) a la que debe ser suministrado el lubricante si el cojinete esta compuesto por dos bujes de l’ = 50 mm de longitud cada uno.

[pic 2]

1. A que temperatura debe tener el aceite en la entrada (temperatura inicial).

1. Un cojinete de contacto tiene un diámetro de 100 mm y una relación l/d = 1/2. Tiene una pérdida por fricción de 100 vatios cuando la carga es de 3000 N y la velocidad del cojinete es de 90 rpm para c/r = 0,002.

1. Calcule el espesor de película
2. Cual es la viscosidad de el aceite y el grado apropiado para operar a una temperatura de 71°C.

1. Un cojinete de deslizamiento completo tiene un diámetro nominal de 50 mm y una longitud de 25 mm, véase la figura. El cojinete soporta una carga de 3000N, y la velocidad de giro del muñón es de 3000 rpm. El juego radial se ha especificado en 0,04 mm. Se ha elegido un aceite SAE 10 y la temperatura de alimentación del lubricante es de 50°C. Hallar el aumento de temperatura del lubricante, el caudal de lubricante, el espesor mínimo de la película de la película, el par necesario para fricción y el calor generado en el rodamiento.

[pic 3]

1. Se necesita un cojinete de deslizamiento completo para un eje de 30 mm de diámetro, que gira a 1200 rpm y soporta una carga de 1500 N (véase la figura). Por experiencia previa, el sistema de lubricación disponible es capaz de suministrar el lubricante al cojinete a 40°C.

Seleccione un juego radial, una longitud y un lubricante adecuados para el rodamiento y determine el aumento de temperatura del lubricante, el caudal total de lubricante necesario y la potencia absorbida en el rodamiento.

Compruebe que el diseño elegido funciona dentro de la zona óptima indicada por las líneas de puntos del gráfico de relación de espesor mínimo de película (ver grafica).

[pic 4]

1. Un cojinete de deslizamiento completo tiene un diámetro nominal de 50,0 mm, una longitud de cojinete de 25,0 mm y soporta una carga de 2500 N cuando funciona a la velocidad de diseño de 3000 rpm. velocidad de diseño de 3000 rpm. El juego radial se ha especificado en 0,04 mm. Se ha elegido un aceite SAE 10 y el sistema de suministro de lubricante es capaz de suministrar el lubricante al cojinete a 45°C. Utilizando las tablas de diseño de Raimondi y Boyd, encuentre el aumento de temperatura del lubricante, el caudal total de lubricante necesario, el par de giro necesario para vencer la fricción y el calor generado en el cojinete.

1. Un cojinete de contacto tiene un diámetro nominal de 25,0 mm y una longitud de 25,0 mm. El cojinete soporta una carga de 1450 N y la velocidad de diseño del muñón es de 2500 rpm. Se proponen dos juegos radiales (i) 0,025mm, (ii) 0,015mm. Se ha elegido un aceite SAE 10 y la temperatura de alimentación del lubricante es de 50°C. Utilizando las tablas de diseño estándar de Raimondi y Boyd, hallar el aumento de temperatura del lubricante, el caudal de lubricante, el par necesario para vencer la fricción y el calor generado en el rodamiento para las dos holguras propuestas. para los dos juegos propuestos. Determine qué juego debe seleccionarse para el cojinete.

1. El diseño propuesto para un cojinete de deslizamiento completo, que soporta una carga de 1600 N y funciona a 5000 rpm, tiene un diámetro nominal de 40 mm y una longitud de cojinete de 20 mm. Como parte del diseño inicial, se proponen dos juegos radiales de 50 y 70 µm funcionando con aceite SAE 10 con una temperatura de suministro de lubricante de 60°C. Utilizando las tablas de diseño estándar de Raimondi y Boyd, determine el aumento global de la temperatura del lubricante, el caudal total de lubricante, el coeficiente de fricción y el espesor mínimo de la película para los dos juegos radiales propuestos y justifique la selección de uno de los juegos para el rodamiento. Como primera estimación para el aumento de la temperatura del lubricante, ΔT puede tomarse como 10°C.

1. Una propuesta de diseño para un cojinete hidrodinámico de película completa comprende un rodamiento de diámetro nominal 30 mm, longitud 15 mm que utiliza lubricante ISO VG 22 suministrado a 50°C. La carga del rodamiento es de 1280 N y la velocidad de rotación es de 6000 rpm. El juego radial del rodamiento es de 0,022 mm. Utilice la tabla de viscosidad y las tablas de diseño de Raimondi y Boyd para determinar el caudal de lubricante, el aumento de temperatura del lubricante y el espesor mínimo de la película. El cálculo inicial del aumento de temperatura ΔT en el cojinete puede ser de 30°C. Si en lugar de aceite ISO VG 22 se utilizara aceite SAE 10 en el cojinete, determine el aumento de temperatura resultante del lubricante. Comente la idoneidad del diseño propuesto y justifique la selección de ISO VG 22 o SAE 10 como lubricante.

GRUPO B. RODAMIENTOS

0-9

En la figura se representan esquemáticamente la sección transversal de un vagón y la carga correspondiente a uno de sus ejes. Por un lado se tiene una carga vertical de 905kg correspondiente al peso; por otro lado, se tiene una carga horizontal de 270kg debido a la fuerza centrífuga, ya que el vagón está tomando una curva. De los dos raíles de la vía, se asume que la carga lateral de 270kg la absorbe totalmente el raíl exterior a la curva.

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