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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO – FICM- INGENIERÍA MECANICA

.

Universidad Técnica de Ambato

Facultad de Ingeniería Civil yMecánica

Carrera de Ingeniería MecánicaDiseño II

Almache Ale!rti" #lvaro

Me$ía %steban&iera %duardo&illalba Ale

Ambato ' %cuador

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.

1.- Un eje de transmisión uno de sus extremos está montadosobre un rodamiento FAG 6004. El rodamiento soporta una cararadial de 1.! "# $ una %uer&a axial de 0.6 "# la 'elocidad de iro

es de (000 rpm) el rodamiento tiene un sistema de lubricacióncon aceite *+, G 6!) la temperatura de trabajo !0/ con unalimpie&a normal) la abilidad reuerida es de 23. 5eterminarde las dos alternati'as cual aumenta más la 'ida til para lamauina7 Alternati'a

a8 se duplica la 'iscosidad del aceite del doble para elrodamiento Alternati'a

b8 se sustitu$e el rodamiento por FAG 6(04

5atos7

Fr 9 ()** +

Fa 9 ,** +-

n 9 .*** r-/-m-

a(0*-,.

a.0( asumido

a10(-2 asumidoiscosidad del aceite 9 ,) mm . 3s

:emperatura operati'a 9 )*4 C-

F; 9(

;

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.

;

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.

Fv = 62000

T%&'(')* = +0,C

Aceite ISO VG 136

K =a=(1000

n )

1

3

K =a=(1000

2000)1

3

0.793

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.

V =25 mm

2

s

K = v

v 1

K = 25

18.072

K =1.38

Fa

Fr ≤ 0.8

600

1800=1.14

0.333≤0.8

P= Fr

P=1800

P=1800 N =1.8 KN

Fs= 5

1.8=¿ .-::

K 1=0

K 2=0

A/% d m'&'

k =k 1+k 2

k =0+0

k =0

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.

a23 II =2

• a1= 0.62

• a2= 1

• a3= 2

Lh=

a1∗a

2∗a

3∗(C P )

P

∗106

n∗60

Lh=

0.62∗1∗2∗(9.31.8 )3

∗106

2000∗60

Lh=1425.18 >oras ,"

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.

f L=3

√ Lh

500

f L=3

√1425.18

500

f L=1,41

( ;e sustituye el rodamiento /or FA7 ,.*8

FAG 6(04

D= 4 mm

d= 20 mm

B= 14 mm

C = 12. N

CO = .!! N

Dm=47+20

2

Dm=33.5

F" = # $ Dm

F" = 2000 $ 33.!

Fv = 67000

T%&'(')* = +0,C

Aceite ISO VG 68

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.

K =a=(1000

n )

1

3

K =a=(1000

2000)1

3

0.793

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.

K = 15

17.38

K =0.86

Fa

Fr ≤ 0.8

600

1800=1.14

0.333≤0.8

P= Fr

P=1800

P=1800 N =1.8 KN

Fs=6.55

1.8=¿ 1-,1)

K 1=0

K 2=0

A/% d m'&'

k =k 1+k 2

k =0+0

k =0

a23 II =1.5

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.

• a1= 0.62

• a2= 1

• a3= 1.8

Lh=

a1∗a

2∗a

3∗(C P )

P

∗106

n∗60

Lh=

0.62∗1∗1.8∗(12.71.8 )3

∗106

2000∗60

Lh=3266.45

f L=3

√ Lh

500

f L=3

√3266.45

500

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.

f L=1,89

' */5# B 6 7' m)*& 8' : 6 '&' '7 ; &:&/d*

(. El árbol escalonado de la figura transmite una potencia de 0 !" a 600 re#$min %está apo%ado en dos rodamientos de bolas A % C& La potencia es suministrada a la

rueda ' a tra#(s de un pi*n de +0 dientes, con una relaci*n de engrane de -.+

/reducci*n), el ángulo de (lice de 10 grados, ángulo de presi*n -0 grados % el sentido

de giro del pi*n es anti orario, la potencia se transmite a tra#(s del punto de

contacto indicado. La potencia sale por la polea 2, la cual tiene dos ranuras en 35/transmisi*n por correas en 35). La fuera en el lado tenso de la correa, F , es tres

#eces la del lado flo7o, F -. 8eleccione los remamientos r9gidos de bolas A % C marca

FAG Considere una fiabilidad de :+; % una contaminaci*n del lubricante moderada.

>910 ?@#9 1600rpmm9(.3Ψ 9 =0

9(0&=9 30

z2=

50

2,5

=20

d3=

z3m

cosφ

d3=

(50 ) (5 )cos30

d3=288,67mm

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wt =60000∗ H

π d n

wt = 60000∗10(π ) (288,67 ) (1600 )

wt =0,41 KN

∅t =tan−1 tan α

cosφ

∅t =tan−1 tan 20

cos30

∅t =22,79

w r=wt ∗tan∅t

w r=0,41∗tan22,79

w r=0,17 KN

wa=wt ∗tanφ

wa=0,41∗tan 30

wa=0,238 KN

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M a=0,238 288,67

2

M a=34,35 KN

w t = F 2− F 1

w t = F 2−3 F 2

0,41=−2 F 2

F 2=0,20 KN

F 1=0,619 KN

F 1+ F 2=0,82 KN

∑ M A=0

0,17 (50)+ RC (100)−34,35=0

RC=25,7 KN

∑ F ! =0

R A−0,17+ RC=0

R A=−25,52 KN

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.

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.

f L(1,8

Lh=( f L)3∗500

Lh=(1,8)3∗500

Lh=2916h

C =3√ Lhn60

a1a

2a3¿106

∗ P

C =3√ 2916∗1600∗60

0,62∗1∗1,5¿106∗51,23

C =343,33 KN

+eleccionamos un Bodamiento de bolas 6==6 C

d0 ()* mm

D0 1)* mm

C0 122 +

Co08*2 +

B0 :2 mm

k = V

V 1

k =a=(1000n )1

3

k =a=(10001600 )1

3

k =a=0,85

k =a=1

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.

V 1=k ∗4500

√ n∗dm

dm=d+ D2

dm=180+380

2

dm=280mm

V 1=

1∗4500

√ 1600∗280

V 1=6,72

mm

s2

FV =n∗dm

FV =1600∗280

FV =448000

T traba$o0 2:

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.

&0 1* ' 22 mm3s.

I;! &7 8,

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.

&T 2:C 0 .2 mm3s.

k = V V 1

k = 25

6,72

k =3,72

fs=C'

P'

fs= 405

51,23

fs=7,90

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.

.0 * con aditivos

a.10 19:

Lh=a1a2a3(C P ) %

106

n∗60

Lh=(0,62 ) (1 ) (3,7 )

(

355

51,23

)

310

6

1600∗60

Lh=7951,22 h

f L=3

√ Lh500

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.

f L=3

√7951,22

500

f L=2,51

f L=2,51>1,8

Los rodillos A % ' tienen el punto de contacto entre s9 ubicado en C. El rodillo A es

el rodillo ?m el mo#imiento se

transmite al rodillos ' por fricci*n, el coeficiente de fricci*n entre los rodillos es de

0.+@. El rodillo ' está apo%ado en sus etremos en rodamiento r9gidos de bolas

/uno por lado), La longitud del rodillo es de .- m % es de acero /densidad @B+0g$m1) 8eleccionar los rodamientos para el rodillo ' marca FAG si estos están

instalado en un tren de laminaci*n en frio.

2atosD

Rodillo A (Motriz)

T = 300 N*m

n = 600 rpm

Rodillo B

L = 1.2 m

Rodamiento de !ola

A"ero (d = #8$0 %&'m3)

= 0.$#

R)*a#$+nd) transm$s$+n=2

3

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w3

w2=

2

3

w3=2

3∗600

w3=400r%m

, = F t ∗r

F t =, r

F t = 300 Nm

0.6096m

F t =492.125 N

F t = -∗ F r

F r= F t

-

F r=492.125 N

0.57

F r=863.37 N

Fuera 00; radial

P= Fr=863.37 N

Amimo n R = 6

a1=0.53

a2=1as&m$m's

a3=1.5

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Tren de rodillos fl -.+1.+H

Escogemos un #alor intermedio

f*=3

fL=3

√ Lh

500

Lh=f*3∗500

Lh=33∗500

Lh=13500h

C = P∗ %

√ Lh∗n∗60

106∗a1∗a2∗a3

C =0.863∗3√ 13500∗400∗60

106∗0,53∗1∗1,5

C =6.39

8e selecciona un rodamiento+ ,A- 6201

a&. 12 del /o"mento+

2 1-mm

d -mm

'0 mm

C6.:+ !>

Co1. !>

Amimo ./ =400 C

/am1=180C

/tra1a"'=18+40

/tra1a"'=58 0C

2 =60 mm

2

s

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.

Dm=32+12

2

Dm=22mm

a=( 1000n )1

3

a=(1000

400 )13

a=1.35>1

k =1.35

2 1=k 4500

√ n∗dm

2 1=1.35 4500

√ 400∗22

2 1=64.76mm

2

s

8eleccionamos un I8O G 6BD

2 =29 mm

2

s

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k = 2

2 1

k = 29

64.76

k =0.45

k 1=0

k 2=0 P'r ad$t$v's

k =0+0=0

a23=1.1

,a"tor a"tor de limpieza normal

v=1

Lh=a1∗a

2∗a

23( # P ) %

( 106

n∗60 )

Lh=0.53∗1.2∗( 6.950.863)3

( 106

400∗60 ) Lh=13841h

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.

f*=3

√ Lh

500

f*=3

√13841

500

f*=3.02>3

Este rodamiento si cumple, pero el lubricante debe tener aditi#os.

4. Jn molino ibratorio posee una polea de - g masa como se muestra en la

figura, gira a -00 rpm, el lado flo7o de la banda tiene una carga 0.+> % el lado

=ue transite el tor=ue tiene una carga de .+> en el e7e K, la polea está anclada a

un e7e =ue se apo%a en dos rodamientos r9gidos de bolas. Al e7e se encuentra su7eto

una masa de .+ g =ue gira a la misma #elocidad, pro#ocando la #ibraci*n de la

má=uina. ara una confiabilidad de :+; seleccionar el rodamiento =ue soporte

más carga, en marca FAG, La temperatura de traba7o es de B0MC.

/ia&rama de "erpo li!re de la polea

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Análisis de fueras en la polea, en el punto C

PC =3F=1.5+0.15−0.0196

FC =1.63 KN

Análisis de fueras en el punto '

FC =m∗4 ∗r

4 =1200 rpm = 12$.6 rad'

FC =1.5 K5∗4 2∗r

FC =1.5 K5∗125.62∗0.06

F#=1419.8 N =1.41 KN

2iagrama de cuerpo libre en el e7e

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.

matoria de momento en pnto A

3Ma=1.41 (0.1)+1.63 (0.2 )− R6 (0.3 )=0

RB= 1.$$ N

matoria de erza en 4

3 F! = RA−1.41−1.63+1.55=0

RA=1.49

2ebido a =ue la #ariaci*n entre las reacciones Na % Nb son mu% cercanas, se

utiliará el mismo rodamiento en ambos lados, usando una Fr N' .++, %a =ue

es el #alor más alto

Fr .++ >

>-00 rpm

N:+;

a1= 0.62 (ta!la 1 "atalo&o %)

a2= 1

a3= 1 amido

= 5*,r 4*,a

= 0.$6 (1.$$)= 0.868 N

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,l= 2.1

L7 = 2.13 * $00 = 63.$

C = P∗ 3√ Lh∗n∗60

a1∗a

2∗a

3∗10

6

C =0.868∗3√4630∗1200∗60

0.62∗1∗1∗106 =6.90 kN

Tenemo la i&iente op"ione

e e"o&e el rodamiento de !ola 610$

/eterminamo

K = V

V 1

V 1= K ∗45003√ dm∗n

dm=25+42

2=33.5

V 1= 1∗45002√ 33.5∗1200

=22.44

Temperatra de tra!a9o = 80:;

Fv=n∗dm

Fv=1200∗33.5=40200

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.

e e"o&e - 1$0

or lo tanto > = 0

K = V

V 1=

40

22.44=1.78

e pro"ede a "al"lar la "orr.

P 7#'rr 7= 8Fr∗!Fa

P 7#'rr 7= 8Fr∗!Fa

P 7#'rr 7=0.56∗1.55=0.868

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.

e realiza el "?l"lo de n" '". /onde

n"= 0.6 (limpieza normal)

= 0.13 (dato del rodamiento)

". 0.868

n# P&

P 7 #'rr=0.6

0.193

0.868=0.133

/eterminamo a%

askf =3

e "al"la L7

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Lh=

0.62∗1∗3∗( 7.020.868 )3

∗106

1200∗60=13665

F*=3

√13665500 =3.01

+. 8eleccione el rodamiento radial r9gido de bolas marca FAG de la tapa % rotor del

alternador =ue se indica en la figura, se conoce =ue el diámetro del e7e para el rodamiento

ubicado en la tapa es de @mm, % para el rodamiento de rotor =ueda a criterio del

diseador.

Datos necesarios para la selección

>olta9e de n"ionamiento del alternador 28>

;apa"idad m?@ima de "orriente e &enera 100 A

Tenin de la !anda e "onidera Caria!le e re"omienda tilizar de $0 de la erza

ne"earia para e el alternador tra!a9e a 100 de reerimiento.

Dl ?n&lo de a!rao mEnimo en la polea del alternador e de 130 &rado

Dl di?metro de la polea del alternador e de 0mm

Dl di?metro de la polea del motor e de 180mm

La rela"in de mltipli"a"in de tramiin entre la polea del motor al del alentador e de 2

>elo"idad del motor 800 a 3$00rpm e re"omienda na Celo"idad de dieFo de 2000rpm en

el entido 7orario.

La temperatra de tra!a9o e de m?@imo 80:;

Dl a!ri"ante deea dar na &arantEa de 8000 7ora de n"ionamiento para el "am!io derodamiento

eo del rotor $& G eta !alan"eado din?mi"amente

/itan"ia entre rodamiento e 120mm

/itan"ia del rodamiento de la tapa al "entro de la polea 0mm

,ia!ilidad re"omendada 6

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.

DatosV =28V

I =100 A

/ =50∗4t

α =130 9

D %'*)aa*t)r=90mm

D %'*)am't'r=180mm

$=2

nm't'r: [800−3500 r%m ]=2000 r%m

/ tra1=80 9 C

Lh=8000h

;r't'r=5k5

R=96

;oluciEn

F r't'r=(5 ) (9,81 )

F r't'r=49.81 N =0,049 KN

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.

P=V ∗ I

P=28 [V ]∗100 [ A ]

P=2,8 K4

4t =60000∗ H π ∗n∗d

4t = 60000∗2,8 K4 π ∗2000 r%m∗90mm

4t =0,297 KN

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.

/

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.

R A=0,049 (60 )+0,341(160)

120 =0,479 KN

=F =0

(−0,341)+ R A−0,049+ R6=0

R6=−0,089 KN

R A=√ (0,579 )2+(0,479)2

R A=0,751 KN

R6=√ (0,145 )2

+(0,089)

2

R A=0,170 KN

a1=0,53

a2=1

a3=[0,5−3,8 ][1,5]

P= 8Fr+ Fa

P= FR

C = P∗ %√ Lh(n∗60)

a1∗a2∗a3∗10

6

C =0,751∗3√ 8000 (2000∗60)

0,53∗1∗1,5∗106

C =7,997 KN

6odamiento seleccionado

6(0=

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.

d=17mm

D=40mm

C =9,5 KN

C'=4,75 KN

6=12mm

Dm=d+ D2

=17+40

2=28,5mm

FV =n∗ Dm

FV =2000 (28,5 )=57000

k =a=(10002000 )1

3 0,79

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.

/ /RA6=80 9 C

&0 )2?(.*Gmm3s.

;ubricante

*+, G100

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.

V =19 mm

s2

K = V

V 1

K = 19

18,85=1,007

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.

K 1=0

f s¿= C'

P'¿

f s¿=

4,75

0,751=6,32

K 2=1,8

K = K 1+ K

2

K =1,8

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.

fL=3

√12511,235

500

fL=2,92

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