PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DEL PER
SECCIN INGENIERA MECNICA
REA DE DISEO
ELEMENTOS DE MQUINAS 1
UNIONES ENTRE EJE Y CUBO UNIONES POR FORMA PASADORES Y CLAVIJAS
KURT F. PAULSEN MOSCOSO
2011-1
________________ USO INTERNO
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DEL PER SECCIN INGENIERA MECNICA REA DE DISEO
Elementos de Mquinas 1 Unines entre ejes y cubos. Pasadores y clavijas Pag. 2 de 6 Kurt F. Paulsen M. / 110322
PASADORES Y CLAVIJAS PASADORES Los pasadores o bulones se emplean como elementos de unin entre piezas que articulan entre s. Para lograr la articulacin se debe tener cuidado con el ajuste de juego necesario. Adems se debe prever el ajuste o un seguro fsico (pasador de aletas, anillo elstico, arandelas de seguridad u otros) para evitar que el pasador se salga. Sirven principalmente para articular eslabones, cabezas y horquillas de tirantes. Tambin se usan como fusibles para casos de sobrecargas. Generalmente se fabrican de acero St 60 o de similar resistencia y por lo general sus propiedades mecnicas son mejores que los otros elementos con los cuales interactan.. CLAVIJAS Las clavijas tienen entre sus funciones: unir, fijar, arrastrar, retener, centrar, asegurar, cerrar, etc., elementos de mquinas. Pueden emplearse para fijar resortes, trinquetes (clavija de botn), tuercas, pasadores, etc. Las clavijas se usan tambin para evitar el giro o el desplazamiento relativo entre piezas, es decir se puede ubicar una pieza en una posicin exacta respecto de otra. Pueden ser cilndricas o cnicas con una conicidad 1:50. A su vez pueden ser partidas (o elsticas), hendidas, ranuradas, etc. CLCULO DE LAS UNIONES CON PASADORES Y CLAVIJAS Las clavijas o pasadores se deben calcular de tal manera que trabajen en forma confiable a flexin (f fAdm ) o corte (cAdm cAdm). Adems se debe evitar que los agujeros, donde se alojan estos, no se deformen plsticamente (p pAdm). En los siguientes ejemplos se muestran algunos de estos elementos, sus diagramas de cuerpo libre, distribucin de esfuerzos y presiones. De acuerdo a stos se puede decidir qu clculo es necesario. En los anexos, se incluyen tablas de esfuerzos admisibles a flexin (fAdm), corte (cAdm) y presin (pAdm). En el clculo por presin o aplastamiento se debe tener cuidado si entre la pareja en contacto hay ajuste fijo o deslizante. Pasadores transversales en tirantes Se recomiendan las siguientes proporciones entre las dimensiones caractersticas
- Verificacin por flexion (asumiendo cargas
puntuales)
( )4
1max
tbFM f
+=
5.0 0.3;7.15.1 1 KK ==b
t
d
b
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DEL PER SECCIN INGENIERA MECNICA REA DE DISEO
Elementos de Mquinas 1 Unines entre ejes y cubos. Pasadores y clavijas Pag. 3 de 6 Kurt F. Paulsen M. / 110322
Admf
f
fd
M
pi =
3
maxmax
32
- Verificacin por corte
2
FFc =
Admcc
cd
F
pi =
2
4
- Verificacin por aplastamiento
11
1 2 Admp
dt
Fp = (en el agujero de longitud t1)
22 Admpdb
Fp = (en el agujero de longitud b)
Clavijas
- Verificacin por flexin
1LFM fmx =
Admf
f
fd
M
pi =
3
32
- Verificacin por aplastamiento
2Ld
FpF = ; presin debido a la fuerza directa (F/A)
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DEL PER SECCIN INGENIERA MECNICA REA DE DISEO
Elementos de Mquinas 1 Unines entre ejes y cubos. Pasadores y clavijas Pag. 4 de 6 Kurt F. Paulsen M. / 110322
+=
22
1
LLFM
22
6
Ld
MpM =max ; presin mxima debido al momento
AdmMF pppp += maxmax ; presin mxima por superposicin de efectos Clavija transversal Se recomiendan las siguientes proporciones entre las dimensiones caractersticas
3.02.0 K=eD
d
2e
c
D
D Para cubos de acero o acero fundido
5.2e
c
D
D Para cubos de fierro fundido (Fe Fdo)
- Verificacin por corte
e
tc
D
MF =
Admc
c
cd
F
pi
=2
4
- Verificacin por aplastamiento
cAdm
ec
tc p
dDD
Mp
=
)(
422
; presin en el agujero del cubo
eAdm
e
temx p
Dd
Mp
=2
6 ; presin mxima en el agujero del eje
Clavija axial Este elemento se coloca paralelo al eje. La longitud de contacto entre la clavija y las superficies del agujero es igual a L. Como se puede apreciar la presin en el agujero tiene la misma magnitud tanto en la superficie del eje como del cubo. Esta no debe ser mayor a la menor presin admisible de los materiales involucrados.
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DEL PER SECCIN INGENIERA MECNICA REA DE DISEO
Elementos de Mquinas 1 Unines entre ejes y cubos. Pasadores y clavijas Pag. 5 de 6 Kurt F. Paulsen M. / 110322
Admt pdL
Fp
=
2
eAdmcAdmAdm ppp ,min[= ]
Admct
cdL
F
=
Donde
e
t
tD
MF
2=
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DEL PER SECCIN INGENIERA MECNICA REA DE DISEO
Elementos de Mquinas 1 Unines entre ejes y cubos. Pasadores y clavijas Pag. 6 de 6 Kurt F. Paulsen M. / 110322
ANEXOS
- padm pAdm : presin superficial admisible - b adm fAdm : esfuerzo de flexin admisible - s adm cAdm : esfuerzo de corte admisible