Un nuevo Ensayo Modificar del eje de un patín del diablo para una carga de hasta 100 Kg mediante cálculo y simulación en CAD”

Universidad Autónoma de Zacatecas

“Francisco García Salinas”

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Unidad Académica de Ingeniería I

Programa de Ingeniería Mecánica

Laboratorio: Mecánica de Sólidos Deformables II

“Ensayo Modificar del eje de un patín del diablo para una carga de hasta 100 Kg mediante cálculo y simulación en CAD”

”

Maestro(a): Eduardo Daniel Jareño Betancourt.

Nombre(s) alumno(s):

Everardo Esquivel Camarillo

Francisco Javier Rodríguez Herrera

Eduardo Carrillo Macías

Diego Osmar Sánchez cervantes  

Diego Cid Córdova

1 Introducción

1.1 Objetivo General

Modificar del eje de un patín del diablo para una carga de hasta 100 Kg mediante cálculo y simulación en CAD.

1.2 Objetivos Específicos

-Realizar un esquema simplificado del eje para calcular los esfuerzos y las deformaciones

-Calcular los esfuerzos y las deformaciones para seleccionar los materiales

-Seleccionar los materiales para realizar el dibujo de conjunto mediante CAD

-Dibujar mediante CAD para simular los esfuerzos y las deformaciones

-Simular los esfuerzos y las deformaciones para verificar los cálculos y realizar ajustes al diseño.

2 Antecedentes

2.1 Ejes para patín del diablo.

-Es la parte central de la rueda, los radios salen del buje al aro. Es el punto de unión entre la rueda y la horquilla. Se compone de un eje, rodamientos y la carcasa exterior. El buje delantero únicamente debe permitir rotar con respecto a su centro, con la mayor facilidad posible, para obtener unas pérdidas por fricción mínimas. [Web 1]

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Fig.2.1 eje de patín del diablo

-Un eje de un patín del diablo  incluye un casquillo de cubo que tiene dos tapas de polvo acopladas de forma roscada a ambos extremos del casquillo del cubo, un manguito insertado en el casquillo del cubo y situado entre las dos tapas de polvo, un eje insertado de forma giratoria en el manguito y tiene una primera y una segunda brida que se extiende desde la misma para un cojinete dispuesto entre la primera brida y una de las dos tapas anti polvo y entre la segunda brida y la otra tapa anti polvo, teniendo el eje una tercera y una cuarta bridas extendidas desde la primera y la segunda bridas , un primer cojinete y un segundo cojinete dispuestos respectivamente entre la primera y la tercera bridas y entre la segunda y la cuarta bridas.[web 1.

1. Materiales usados en la construcción del eje de patín del diablo.

Todas las piezas pueden estar hechas de metales ligeros y preferiblemente diversas aleaciones de aluminio y de titanio, como se describirá. En la práctica, se emplea cualquiera de las aleaciones de aluminio, incluyendo la serie 2000 en la que el elemento de aleación es de cobre, la serie 3000 de manganeso, la serie 4000 de aleación de silicio, la serie 5000 de aleación de magnesio, la serie 6000 de aleación de magnesio y silicio, y la serie 7000 de aleación de zinc, etc. Estas aleaciones son tratadas térmicamente en solución y envejecidas a la condición T4 o T6 para resistencia y durabilidad. [1]

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Fig. 2.2grafica aleación de aluminio 2000

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Fig.2.3 grafica aleación aluminio 3000

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Fig.2.4 aleación aluminio 4000

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Fig.2.5 aleación aluminio 5000

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Fig.2.6aleación aluminio 6000

Fig.2.7aleación aluminio 7000[pic 8]

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• El acero AISI 1045 que es la (aleación de acero al cromo – molibdeno). Optamos por este por que es uno de los aceros de baja aleación más populares por el espectro amplio de propiedades útiles en piezas que son sometidas a esfuerzos a un bajo costo y que  al templarlo se logra una gran dureza tanto en la superficie como en el núcleo, teniendo además un comportamiento muy homogéneo. El  acero 1045 tiene también una muy buena resistencia al desgaste.

-Resistencia y elasticidad.

-No se dobla.

-Moleteado para evitar desplazamientos. Ajuste perfecto con el rodamiento para evitar juego. [Web 2].

• Los ejes más difundidos hoy en día son los ejes huecos con cierres de seguridad para poder desmontar las ruedas con más facilidad, vulgarmente se les conoce como “Cierres Rápidos” pero su nombre es QR (Quick Reléase), suelen tener como medida más habitual 9 mm de diámetro y 100 mm de longitud para la rueda delantera, y 10 mm de diámetro y 135 mm de longitud para la rueda trasera

• Principales materiales de los ejes de patines del diablo:

-La resistencia necesaria para soportar esfuerzos de carga afecta la elección de materiales y sus tratamientos.

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