Vista previa del material en texto
Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 3.1 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS 3.1.1 La Especificación. 3.1.2 Ejemplo de Especificación 1 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño LA ESPECIFICACIÓN • La especificación debe contener toda la información necesaria para realizar el diseño de un producto o servicio. • La especificación es un documento pormenorizado en pequeñas partes para facilitar la solución del reto propuesto. • El documento ha de ser claro y conciso, no debe de contener generalidades ni ambigüedades. • Debe contener de forma clara todas la características recomendadas por el Departamento de ventas que ha de satisfacer el producto, para responder a las necesidades del cliente. • Se contemplarán todas las restricciones a las que puede verse sometido el producto. • Cuando el cliente es concreto, debe ser un elemento fundamental en la redacción, y no debe ser editada sin su consentimiento. • Los valores numéricos que se establezcan, deben ser lo mas exactos posible, con indicación de tolerancias. • Los objetivos o valores dados, deben de ser realizables. • Cuando la especificación proviene directamente del cliente, se convierte en mandatoria y cualquier cambio debe de ser acordado con éste. 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 2 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño REDACCIÓN DE LA ESPECIFICACIÓN Portada • Título de la especificación • Número de la especificación • Fecha de realización • Edición • Autor • Nombre empresa Contenido • Índice • Hoja control de ediciones • Apartados (similares a los indicados en hoja siguiente) 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 3 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño ASPECTOS A CONSIDERAR (no exhaustivos) 1. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO 2. CARACTERÍSTICAS (PERFORMANCES) 3. ENTORNO MEDIO AMBIENTE 4. VIDA DEL PRODUCTO 5. VIDA DE SERVICIO 6. VIDA ALMACENADO 7. COSTE PREVISTO 8. CANTIDAD Y PLAZO ENTREGA 9. MANTENIMIENTO 10. COMERCIALIZACIÓN (MARKETING) 11. DIMENSIONES Y PESO 12. EMBALAJE 13. TRANSPORTE 14. PROCESOS DE FABRICACIÓN 15. ESTÉTICA 16. ERGONOMIA 17. REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE 18. PRODUCTOS SIMILARES (COMPETENCIA) 19. CALIDAD Y FIABILIDAD 20. NORMAS Y ESPECIFICACIONES 21. RESTRICIONES DE LA COMPAÑIA 22. SEGURIDAD 23. PRUEBAS 24. REQUERIMIENTOS LEGALES 25. INSTALACIÓN 26. DOCUMENTACIÓN 27. RECICLADO REDACCIÓN DE LA ESPECIFICACIÓN 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 4 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño DESCRIPCION DEL PRODUCTO • DEFINICION DEL NOMBRE DEL PRODUCTO • DESCRIPCION ABREVIADA DE LA FUNCION A REALIZAR 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 5 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño DEFINICIÓN NECESIDADES DEL CLIENTE Reglas para la redacción de necesidades: • Decir “que”, no “como”. • Especificar claramente el comportamiento que se espera del producto. • Declarar el aspecto positivo no el negativo. • Especificar claramente el atributo deseado. • No incluir términos como “debe” o “debería”. 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 6 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Esta parte, constituye la parte mas importante de la especificación, en ella se define lo que se espera del producto. Las características, se escriben de forma explícita, por ejemplo en el caso del avión: carga máxima, velocidades límites, altura máxima, autonomía, nº de pasajeros, etc. Su definición (datos), se obtienen respondiendo a cuestiones especificas planteadas para su determinación. Los valores indicados han de ser realistas, para que la ejecución del proyecto sea posible. CARACTERÍSTICAS (PERFORMANCES) 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 7 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Ejemplos de cuestiones frecuentes para las que hay que dar datos concretos: • MOTORIZACIÓN – energías, cantidades y mecanismos. • CONTROLES – métodos y supervisión. • OPERACIONES – movimientos, distancias, velocidades y direcciones. • PRECISIÓN – exactitud, velocidad y frecuencia. • SEGURIDAD – usuarios y ambiente trabajo, accesos y modificaciones. • USUARIOS – capacidades y entrenamiento. CARACTERÍSTICAS (PERFORMANCES) 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 8 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño EJEMPLOS DE DATOS A INCLUIR EN UNA ESPECIFICACIÓN PARA PROYECTO Y FABRICACIÓN DE COMPONENTES AEROESPACIALES (1) • CLASIFICACIÓN Y CATEGORÍA DEL EQUIPO • MATERIALES • PESO MÁXIMO ADMISIBLE • NÚMERO DE CICLOS (VUELOS, TOMAS DE TIERRA...) DEL VEHÍCULO • NÚMERO DE CICLOS DEL ELEMENTO • CONDICIONES DE OPERACIÓN (CONTINUA, INTERMITENTE) • CONDICIONES LÍMITE (CARGAS, PRESIONES, ACELERACIONES, CHOQUES) • CONDICIONES ÚLTIMAS • PRESTACIONES ESPERADAS EN CONDICIONES NORMALES • PRESTACIONES ESPERADAS EN CONDICIONES DE EMERGENCIA • MODOS DE FALLO PREVISIBLES • NIVELES ADMISIBLES DE RUIDO • NIVELES ADMISIBLES DE VIBRACIÓN • REQUISITOS ELÉCTRICOS • NIVELES DE TEMPERATURA Y ALTITUD • CONDICIONES AMBIENTALES (HIELO, LLUVIA, LLUVIA SALINA, POLVO, VIENTO, GRANIZO, ETC.) • REQUISITOS CONTRA INCENDIOS 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 9 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño OCW UPM • PROTECCION CONTRA EXPLOSIONES • IMPACTO DE RAYO • DIAGRAMAS DE RADIACIÓN (ANTENAS) • MTBF (TIEMPO MEDIO ENTRE FALLOS) • MTBUR (TIEMPO MEDIO ENTRE DESMOMTAJE) • REQUISITOS DE CALIFICACIÓN • REQUISITOS DE CALIDAD • CONTROL DE SOFTWARE • PRECISIÓN DE LOS EQUIPOS DE MEDIDA EN ENSAYOS • REQUISITOS DE EMPAQUETADO Y ALMACENAMIENTO • REQUISITOS DE TRANSPORTE • MARCADO Y SERIALIZACIÓN • DESIGNACIÓN / IDENTIFICACIÓN • REQUISITOS DE CONTROL DE CONFIGURACIÓN • REQUISITOS DE OPERACIÓN, SERVICIO, INSTALACIÓN, MANTENIMIENTO, ETC. • MANUALES TÉCNICOS EJEMPLOS DE DATOS A INCLUIR EN UNA ESPECIFICACIÓN PARA PROYECTO Y FABRICACIÓN DE COMPONENTES AEROESPACIALES (2) 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 10 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño El conocimiento del entorno en el que se va a utilizar el producto, dependen muchas de las soluciones a adoptar, así como de los materiales a emplear, en la especificación se considera: MEDIO AMBIENTE • Entorno de temperaturas del medio • Aspectos que afecten a la corrosión (entornos industriales, marinos, etc.) • Suciedad y polvo que puedan afectar al producto • Presión y humedad • Grado de negligencia y abuso al que puede estar expuesto el producto • Vibraciones y niveles de ruido externos, etc. 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 11 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño La vida del producto puede describir dos cosas distintas: Vida de servicio o tiempo esperado en la que el producto funcionará de forma correcta sin necesidad de realizar grandes reparaciones o revisiones. La sobrestimación de esta vida dará lugar a un encarecimiento del producto Vida del producto o tiempo que el fabricante estima que el producto va estar fabricándose hasta su sustitución por un nuevo modelo por obsolescencia. Tanto una como otra son de gran importancia en el diseño, la primera si es larga imprimirá a la empresa un reconocimiento de marca de calidad por la duración de sus productos. La segunda añadirá además una garantía de servicio y disponibilidad de repuestos. VIDA DEL PRODUCTO 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 12 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño La mayor parte de los productos se construyen a partir de la determinación de un determinado coste, bien definido por un clienteo por los precios que ofrece la competencia. El coste constituye el factor principal sobre el que va ha gravitar el éxito del producto, condiciona todos los aspectos productivos y organizativas de la empresa. Asumiendo que se cumplen las expectativas marcadas en la especificación debe tenerse en cuenta que si el precio es excesivo frente al de productos similares, las posibilidades de aceptación en el mercado serán escasas. El coste previsto de producción no es el de venta, la diferencia entre ambos marca el beneficio o las pérdidas de la empresa. COSTE DEL PRODUCTO 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 13 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño La cantidad de productos a fabricar tiene un aspecto significativo en los procesos de fabricación a seguir y de los materiales a emplear, por tanto el diseño ha de tener en cuenta este aspecto. Una gran cantidad de productos a fabricar, permitirá la fabricación en serie y por tanto una reducción de costes. Las fabricaciones limitadas pueden determinar cambios en los procesos de fabricación influyendo incluso en el diseño de la forma de los componentes. CANTIDAD 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 14 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño El plazo de entrega es el tiempo requerido desde el inicio del proyecto hasta la entrega al primer cliente. Está íntimamente ligado con el proceso de diseño y fabricación, puede variar desde pocas semanas a varios años en el caso de productos complejos (ejemplos: en un coche puede ser de algunos años, en un avión mas de diez). En cualquier caso, es deseable sea lo mas corto posible a fin de adelantarse a otros productos similares que pueda lanzar la competencia. La fecha previsible como mas larga, es la que se indica en la especificación. PLAZO DE ENTREGA 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 15 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño La vida de servicio debe ser lo suficientemente amplia para no necesitar de grandes revisiones durante el tiempo que se espera utilizar el producto. La mayor parte de los productos necesitan de determinadas acciones de rutina para asegurar una operación eficiente. Estas operaciones es necesario preverlas para determinar los accesos de forma fácil a los lugares en que se han de realizar, así como para facilitar el desmontaje y montaje de aquellos componentes que puedan ser susceptible de averías y por tanto necesaria su sustitución. Las instrucciones de funcionamiento del producto, operación, desmontaje y montaje, pruebas, lista de piezas de repuestos y de utillajes necesarios se describen en los Manuales de Mantenimiento y éstos se definen de acuerdo con el Departamento de Diseño. MANTENIMIENTO 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 16 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Como aspectos de marketing necesarios para el diseño se encuentran: • Descripción de los clientes potenciales. • Descripción de campos de aplicación. • Países en que se pretende comercializar. • Precios de venta. • Productos de la competencia. MARKETING 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 17 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Las dimensiones y peso del producto son datos a incluir en la especificación. Tienen influencia en el diseño al determinar la concepción del producto (estructura desmontable o permanentes), las instalaciones y medios de producción, las posibilidades de transporte, etc. Influyen al determinar el espacio de trabajo. DIMENSIONES DEL PRODUCTO 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 18 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño El empaquetado o embalaje es una característica funcional. El proceso de almacenado y transporte, implica un aumento en el coste. Son datos necesarios de la especificación: • La forma de transporte, carretera, ferrocarril, barco, avión. • Tipo de protección a ofrecer, golpes, vibraciones, agresiones atmosféricas etc. • Sistemas de anclaje para amarre y elevación. • Etiquetado. • Instrucciones y precauciones de manejo de transporte y desembalado. TRANSPORTE Y EMBALAJE 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 19 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño En las consideraciones de Proceso de Fabricación debe considerarse: • Medios disponibles. • Capacidades de fabricación en función de cantidades a fabricar. • Suministradores de las parte o equipos suministrados por otras empresas. PROCESOS FABRICACIÓN 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 20 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño La elección de materiales en la mayor parte de los casos se realiza durante el proceso de diseño, después de la escritura de la especificación. El equipo de diseño es el responsable de la elección. No obstante en muchos casos el cliente o la información obtenida del análisis del mercado puede determinar la elección de un determinado material, en la misma pueden aparecer aspectos que pueden variar desde el plazo de entrega hasta las condiciones de suministro. MATERIALES 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 21 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño La apariencia o estética de un producto, es un aspecto importante en el diseño ya que puede hacer que el producto sea más atractivo que los de la competencia. La apariencia se establece en la especificación definiendo aspectos tales como la forma, el color y el estado superficial. Un buen diseño debe unir los aspectos de funcionalidad y estética. La elección adecuada de los materiales y la fabricación tienen influencia en la consecución de la estética. APARIENCIA 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 22 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño La aspectos ergonómicos establecen la interacción entre el usuario y el producto. En la especificación deben establecerse los criterios a aplicar para ser tomados en cuenta en la etapa de diseño, son aspectos importantes a tener en cuenta: • Disposición de controles y mandos • Esfuerzos de operación • Forma de mandos • Influencia de vibraciones generadas • Ruidos generados • Espacio para el operador • Tiempos de reacción frente a emergencias, etc. ERGONOMÍA 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 23 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Las necesidades del cliente, si son explicitas deben de respetarse al máximo, es en función de ellas por las que se diseña el nuevo producto, si no se cumplen el producto será inútil. Si el cliente es indefinido el contacto con el departamento de Marketing, se hace imprescindible a efectos de conocer las necesidades de los potenciales clientes. Especial atención debe de existir cuando el producto se dirige a mercados exteriores. Su interpretación y su transformación en características medibles, dará lugar a su establecimiento en la especificación. REQUERIMIENTOS CLIENTE 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 24 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño El conocimiento de productos similares, y sus fabricantes, deben indicarse en la especificación como ayuda para la investigación sobre la mejora de la oferta técnica y económica. El precio de los mismos también es un dato importante para hacer el producto competitivo. El departamento de ventas, con las técnicas apropiadas, puede proporcionar una ayuda capital en este aspecto. Entre estas técnicas se encuentran: • Análisis paramétrico (gráficos mostrando relaciones entre distintos aspectos funcionales y coste, ejemplo: potencia-coste) • Análisis de necesidades (Focus group, investigación mercado) • Matrizde análisis (cuadro con listado de características del producto en horizontal y relación de productos similares en vertical, indicando el cumplimiento o no, de los primeros) COMPETENCIA 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 25 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño La definición de las condiciones y tiempo en las que se espera que el producto opere sin fallos, constituye uno de los parámetros más apreciables de calidad. Es fundamental la introducción de esos criterios en el proyecto. Se consideran básicos para conseguir una buena calidad, las tolerancias, los acabados superficiales y los materiales, entendiéndose que deben de ser los justos para no encarecer el producto. El Departamento de Control de Calidad, es el responsable de su vigilancia desde el inicio del proyecto hasta la postventa. CALIDAD Y FIABILIDAD 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 26 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño La mayor parte de productos han de cumplir con una determinada cantidad de Normas, estas contienen información a cerca de los requerimientos de los mismos. Existen miles de normas que pueden afectar de forma distinta a los componentes del producto. Ejemplos de Normas: • Baja Tensión (73/23/CEE y 93/68/CEE) • Recipientes a presión simple (87/404/CEE, 90/488/CEE y 93/68/CEE) • Seguridad de los juguetes (88/378/CEE y 93/68/CEE) • Productos de la construcción (89/106/CEE y 93/68/CEE) • Compatibilidad electromagnética (EMC) (89/336/CEE, 92/31/CEE y 93/68/CEE) • Seguridad de las máquinas (89/392/CEE, 91/368/CEE, 93/44/CEE y 93/68/CEE) • Equipos de protección individual (89/686/CEE, 93/95/CEE y 93/68/CEE) • Instrumentos de pesaje de funcionamiento no automático (90/384/CEE y 93/68/CEE) • Productos sanitarios implantables activos (90/385/CEE y 93/68/CEE NORMAS 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 27 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Ejemplos de normas: • Aparatos de gas (90/396/CEE y 93/68/CEE) • Equipos terminales de telecomunicación (91/263/CEE, 93/97/CEE y 93/68/CEE) • Requisitos de rendimiento de calderas de agua caliente que utilizan combustibles líquidos o gaseosos (92/42/CEE y 93/68/CEE) • Explosivos de uso civil (93/15/CEE) • Productos sanitarios (93/42/CEE) • Atmósferas potencialmente explosivas (94/9/CE) • Embarcaciones de recreo (94/25/CE) • Envases, embalajes y sus residuos (94/62/CE) • Ascensores (95/16/CE) NORMAS 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 28 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño En este apartado se contempla cualquier limitación que tenga la compañía para la fabricación o venta del producto. RESTRICCIONES DE LA COMPAÑIA 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 29 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño En este apartado se contemplan los aspectos de seguridad que son aplicables al producto. En la página siguiente se presenta una relación de riesgos (no exhaustiva), que debe de tenerse en cuenta para su evaluación. SEGURIDAD 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 30 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño • Peso • Visibilidad • Frío • Inflamabilidad • Ruido • Presión y succión • Velocidad • Deslumbramientos • Emisión de gases • Temperatura • Descargas eléctricas • Explosiones • Toxicidad • Radiaciones • Vibraciones • Aristas cortantes • Quemaduras químicas • Energía potencial • Piezas giratorias • Acciones bruscas • Radiaciones HF • Objetos volantes • Altura • Estabilidad • Calor • Llamas y chispas • Superficies deslizantes Riesgos de origen no humano. SEGURIDAD, CLASIFICACÓN DE RIESGOS 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 31 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño OCW UPM • Ignorancia • Falta de calificación • Aburrimiento y sueño • Negligencia, falta de cuidado.. • Sobreproducción • Falta de sentido común • Falta de entrenamiento • Alcohol y drogas • Humo • Limitaciones físicas • Indiferencia • Cansancio • Distracciones emocionales • Conflictos personales • Vandalismo • Falta de habilidad Riesgos de origen humano. SEGURIDAD, CLASIFICACÓN DE RIESGOS 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 32 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño La mayor parte de los productos, requieren antes de su lanzamiento al mercado su calificación o certificación de acuerdo con unos determinados protocolos de pruebas (especialmente en productos aeroespaciales) realizados sobre un determinado número de ejemplares de cada lote de fabricación. En la especificación deben de determinarse entre otras cosas: • Cantidad de elementos a probar • Cargas límite • Ciclos de carga • Ensayos ambientales • Etc. PRUEBAS 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 33 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño El conocimiento de la legislación aplicable, condiciona en muchos casos el diseño del producto. El incumplimiento de las leyes de Responsabilidad sobre el Producto puede dar lugar a cuantiosas indemnizaciones. La identificación de estas leyes en la especificación, ha de ser explicita. LEGISLACIÓN APLICABLE 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 34 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Cualquier producto debe cumplir con la legislación de los países donde se pretende comercializar, Ejemplos de ellas son: • Leyes sobre uso. • Legislación sobre salud y seguridad. • Directivas europeas. • Inspecciones en fábrica. • Leyes medioambientales (incluidas las de residuos). PATENTES Cuando se desarrolla un nuevo producto es necesario asegurarse de que no existen patentes que puedan dar lugar a demandas judiciales. Por otra parte esta aparente dificultad puede se un incentivo para que los diseñadores desarrollen nuevas ideas. COPYRIGHT Si el producto contiene algún material sujeto a derechos de autor deberá tenerse en cuenta para la negociación con el autor de los derechos de uso. LEGISLACIÓN, PATENTES Y DERECHOS DE PROPIEDAD 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 35 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño En determinados tipos de maquinaria, la instalación de la misma, puede dar lugar a costos en muchos casos equiparables al de la propia máquina. Este coste debe de estar incluido en el de venta. En la especificación se incluirán todos los aspectos relativos a la instalación, debiendo realizarse su valoración por la organización de fabricación. INSTALACIÓN 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 36 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño La documentación que debe de acompañar a cualquier producto, debe de incluir las instrucciones de seguridad, uso y mantenimiento de forma precisa. Esta documentación es obligatoria en la mayor parte de los países y su existencia es una protección contra las demandas a las que puede verse sometida la empresa en caso de fallos o accidentes derivados del uso del producto como responsable de su fabricación y venta. En productos complejos este tipo de documentación puede dar lugar a costos importantes. DOCUMENTACIÓN 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.1 La especificación 37 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño En la especificación debe de establecerse, la previsión de reciclado del producto cuando termine su vida útil. Cuando los residuos puedan conllevar algún aspecto de toxicidad o peligrosidad química, es especialmente importante. Estos aspectos condicionan la elección de los materiales a utilizar. Cualquier tipo de legislación relativa a estos aspectos deberá expresarse de forma explicita. RECICLADO 3.1 Especificaciones técnicas3.1.1 La especificación 38 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 3.1 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS 3.1.1 La Especificación 3.1.2 Ejemplo de Especificación Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Descripción del proyecto El departamento de ventas, ha detectado un nicho de mercado para la venta de plataformas autopropulsadas para la realización de trabajos en altura entre 2 y 12 m. tanto para trabajos en interior como en exterior. Se considera que el tipo conveniente es el de tijera con accionamiento hidráulico y sistema de energía eléctrico proporcionado por baterías. Ejemplo de especificación para una Plataforma Autopropulsada para Trabajos en Altura (PATA) 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 1. Características Dimensiones de plataforma: 3,7 x 1,75 m. Con balcón extensible 5 x 1,75 Carga máxima: 800 Kg. Nº de personas máximo: 8 en plataforma (6 + 2 en balcón) Altura máxima piso plataforma: 10,20 m. Altura mínima piso plataforma: 1,6 m. Barandillas plegables, altura 1,2 m. Velocidad de avance; retraida: 0 a 5 Km/h, extendida: 0 a 0,5 Km/h Velocidad de elevación / bajada: 0,5 m/seg; 0,65 m/seg. Control de velocidad: Proporcional 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Sistema de control: Caja desmontable con conectores para conexión en plataforma y en chasis Palanca universal, avance, retroceso, giro. Botonera subida / bajada Botonera extensión / retracción balcón Botón parada en emergencia Botón de bajada en emergencia en la plataforma y en chasis. Botones subida bajada para cilindros niveladores con compensador de presión Fuente de energía: Batería 12V, 240 A/hora (2 unidades en serie) Cargador incorporado con cable enrrollable 5 m. Tracción horizontal: motores hidráulicos en dos ruedas Frenos de zapata cargados por muelles y liberados por cilindro hidráulico 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Accionamiento de subida: cilindros hidráulicos simple efecto Accionamiento balcón: cilindro hidráulico doble efecto 4 cilindros niveladores para terrenos irregulares Fuente de energía hidráulica: moto bomba caudal variable Neumáticos: 10-16,5 NHS, 8 capas, 3,4 bars Radio de giro interno: 1,25 m. Posibilidad de remolque a 80 Km/h. 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 2. Entorno trabajo La plataforma ha de ser capaz de trabajar tanto en interiores como en exteriores en climas variables con temperaturas entre -10 y 45ºC, y condiciones de lluvia. El ruido no debe superar los 45 dB. El almacenamiento podrá ser tanto exterior como interior. La recarga de las baterías debe ser en cobertizo protegido de la lluvia. 3. Vida en mercado La permanencia en el mercado se prevee en 10 años. El suministro de respuestos se garantiza en 5 años adicionales. 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 4. Vida de servicio La jornada de trabajo de la plataforma se estima en 12 horas. Número de operaciones: subida / bajada 5/h Desplazamiento diario: 700 m. Jornadas de trabajo: 5 /semana Vida esperada sin reparaciones estructurales: 10 años 5. Vida en almacenamiento La vida de la plataforma en almacén cubierto sin acciones de prevención especiales se estima en un año máximo. 6. Precio de venta Precio de venta máximo en Europa: 60000 €. Coste de producción incluido transportes a Europa: 40000 €. 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 7. Cantidad a fabricar 1000 unidades. Primer año 25, segundo 100, tercero a septimo 125, 3 últimos 50. 8. Mantenimiento El mantenimiento cumplirá con las siguientes características.: Comprobación diaria de perdidas de líquido hidráulico y sistemas al inicio de la jornada de trabajo. Articulaciones libres de engrase (casquillos autolubricantes). Engrase partes deslizantes mensual. Cambio de filtros anual. Inspección estructural y desgaste de articulaciones, anual. Cambio de liquidos hidráulicos cada dos años. El acceso a los sistemas funcionales, hidráulicos y electricos debe de hacerse en 15 minutos máximo. Se mantendrán repuestos durante cinco años posteriores al cese de fabricación. No se requieren herramientas especiales para el mantenimiento. 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 9. Mercado Inicialmente la plataforma se dirige al mercado europeo y potencialmente podrá ser comercializada en Africa y America del Sur. Fabricantes con productos similares son: JLG Haulotte Upright Skyjack Iteco Genie Campos de utilización: Construcción; Mantenimiento de edificios; Ayuntamientos: Polideportivos; Estudios de televisión; Eventos deportivos; Mantenimiento aeronáutico; Mantenimiento instalaciones eléctricas; Publicidad, etc. 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 10. Embalado y transporte No se requiere embalaje especial. El transporte podrá realizarse en camión, ferrocarril o barco. En distancias cortas por remolque. En el transporte las barandillas estarán abatidas y sujetas con abrazaderas. La plataforma dispondrá de herrajes para izado y remolque. Los costes de transporte no serán superiores al 4% del precio de venta. 11. Peso y dimensiones Peso: 4200 Kg. Longitud máxima: 3,850 m. Ancho máximo: 1,800 m. Altura máxima con barandillas plegadas: 1,800 m. 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 13. Procesos de fabricación La cantidad estimada de unidades a fabricar esta dentro de la capacidad de producción de las instalaciones. Equipo suministrado por proveedores Hidráulicos: Sauer Danfoss Atos Roquet Bosch Rexroth Eléctricos: Moeller Danfoss Telemecánica Agut Rodamientos: SKF Fag Ina 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 14. Estética La plataforma ira pintada en color naranja RAL XXX 15. Ergonomía La escalera de acceso, está situada en la parte opuesta la balcón; el primer peldaño está situado a una altura máxima de 30 cm.; Los peldaños son antideslizantes; tiene aneja una barandilla de agarre (subida de frente, bajada de espaldas). La puerta de acceso se abrira hacia dentro con cerrojo de seguridad. El nivel sonoro no sobrepasará los 45 dB La caja de control incorporá un sistema de sujección a la barandilla y cinta para colgar del cuello Las operaciones las realiza un solo hombre. En emergencia puede ser accionada para el descenso desde el suelo. 16. Requerimientos del clientes Ver Mercado 17. Competencia Ver Mercado 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 18. Calidad y fiabilidad La plataforma tiene dos años de garantía contra cualquier defecto de fabricación siempre que se use de La acuerdo con las instrucciones de uso y no haya sufrido manipulación no autorizada. La operación, siguiendo las instrucciones de uso y mantenimiento, proporciona un uso fiable de la plataforma. 19. Normas y especificaciones aplicables UNE 58921:2002 IN - Instrucciones para instalación, manejo, mantenimiento, revisiones e inspecciones de las plataformas de personal. UNE-EN 280:2002 - Plataformas elevadoras de personal. Cálculos de diseño. Criteriose estabilidad. Construcción y ensayos. UNE-EN 280:2002/A1:2005 - Plataformas elevadoras de personal. Cálculos de diseño. Criterios e estabilidad. Construcción y ensayos. Reglamento seguridad de las máquinas (89/392/CEE, 91/368/CEE, 93/44/CEE y 93/68/CEE) Reglamento Baja Tensión (73/23/CEE y 93/68/CEE). UNE-EN 22553:1995 - Soldaduras: según criterio norma ISO 3834 Transmisiones hidráulicas y neumáticas (ver normas CTN 101 de UNE) 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 20. Restricciones de la Compañia No aplicable. 21. Procesos Todos los componentes son con dimensiones métricas de acuerdo con ISO 4900. Las tolerancias no específicas aplicables son de acuerdo con ISO 2768. 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 22. Seguridad La plataforma incorpora como elementos de seguridad: − Reducción de velocidad automática cuando está elevada. − Imposibilidad de bajada con balcón extendido. − Válvulas de bloqueo en caso de rotura de conducciones hidráulicas. − Sistema de paro automático al chocar con un obstáculo en marcha adelante y en retroceso. − Válvula de seguridad para evitar sobrepasar la carga máxima − Bloqueo mecánico en operaciones de mantenimiento. − Avisos acusticos de operación. − Letreros Protección del mando de avance para evitar operaciones accidentales. − de instrucciones de operación. − Mando de bajada en chasis para operaciones de emergencia por un segundo operador. − Imposibilidad de arranque mientras esté en carga la batería − Imposibilidad de elevación cuando se encuentra en pendientes superiores a 5º − Protección eléctrica IP54 23. Pruebas Para la calificación de las plataformas dos unidades se someterán a ensayos de estabilidad de acuerdo con la norma UNE-EN 280:2002 Antes de su despacho todas las unidades se prueban funcionalmente. 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 24. Aspectos Legales La plataforma está sometida a las consecuencias de la ley sobre Responsabilidad civil del Producto. 25. Instalation No aplicable 26. Documentation La plataforma se suministra con un manual de uso y mantenimiento con lista de repuestos. 27. Reciclado El cambio de aceites hidráulicos, filtros, neumáticos, juntas de goma, mangueras y baterías debe de seguir las disposiciones sobre gestión de productos peligrosos. 3.1 Especificaciones técnicas 3.1.2 Ejemplo de especificación Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 3.2 INTRODUCCIÓN AL DISEÑO 3.2.1 Técnicas de Diseño. 3.2.2 Criterios de Diseño Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 1 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño DISEÑO PARA FABRICACIÓN En la forma de la pieza, considerar los factores de mecanizado: Tipos de máquinas a utilizar y posibilidades de trabajo Modo de trabajo de la herramienta Fijación de la pieza Montaje y funcionamiento de la pieza Posibilidad de mecanizado En 1 el agujero roscado interior no se puede realizar a no ser que se haga el agujero a mas grande que el diámetro de roscado En 2 el taladro inclinado solo se podrá realizar dependiendo de las dimensiones de la rueda y de la inclinación 3.2 Introducción al diseño 3.2.1 Técnicas de diseño 2 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño DISEÑO PARA FABRICACIÓN Recorrido herramienta La rueda 2 no se puede fabricar La rueda 3 cumple la misma función por permitir el desplazamiento de la fresa cambiando la longitud La 4, es un cambio de diseño utilizando dos piezas 2 3 4 3.2 Introducción al diseño 3.2.1 Técnicas de diseño 3 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño DISEÑO PARA FABRICACIÓN Salida de herramienta La rueda anterior con la realización de una salida de herramienta puede construirse con una talladora de peine, fig, 5 Las roscas figuras 6 y 7 también necesitan salidas de herramienta cuando tiene que existir apoyo en las cara refrentadas 5 6 7 8 3.2 Introducción al diseño 3.2.1 Técnicas de diseño 4 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Superficies y formas fáciles de conseguir Las soluciones A son mas sencillas que las B 3.2 Introducción al diseño 3.2.1 Técnicas de diseño 5 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Evitar cambios de herramientas y posiciones Las solución A, necesita dos herramientas y dos posturas La B, necesita dos posturas La C, una herramienta y una postura La D, necesita la creación de un punto de centrado (una vez realizada la terminación de la parte cilíndrica se puede eliminar) D 3.2 Introducción al diseño 3.2.1 Técnicas de diseño 6 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Facilitar el amarre de las piezas. Las soluciones A, presenta mas dificultades que la B, cuando hay que mecanizar en la parte superior. A B 3.2 Introducción al diseño 3.2.1 Técnicas de diseño 7 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Trabajar solo las partes necesarias En piezas fundidas, forjadas o soldadas que necesiten superficies de apoyo limitadas No hacer acabados especiales innecesarios 3.2 Introducción al diseño 3.2.1 Técnicas de diseño 8 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Diseñar para el montaje Eliminar aristas vivas 1, 2 Hacer chaflanes en entradas de agujeros y extremos de árboles 2 Dar juegos para evitar asientos múltiples 3, 4, 5 3 1 2 4 5 3.2 Introducción al diseño 3.2.1 Técnicas de diseño 9 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Diseñar para el montaje El posicionado axial requiere topes 6 El posicionado con rosca es impreciso 7, 8 6 7 8 3.2 Introducción al diseño 3.2.1 Técnicas de diseño 10 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Diseñar para el montaje Prever espacios pasos para el montaje de piezas interiores A y B Posibilidad de montaje piezas partidas C v D Espacio para maniobra de útiles en el montaje de tornillos A B C D E F 3.2 Introducción al diseño 3.2.1 Técnicas de diseño 11 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 3.2 INTRODUCCIÓN AL DISEÑO 3.2.1 Técnicas de Diseño. 3.2.2 Criterios de Diseño. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 1 Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Esquinas vivas, mal diseño Esquinas achaflanadas, buen diseño Esquinas redondeadas, buen diseño Chavetero coincide con diámetro pequeño, mal diseño Chavetero no coincide con diámetro pequeño, buen diseño 2 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Superficie diseñada para asiento de tornillo sin asiento, mal diseño Superficie diseñada para asiento de tornillo, con asiento, buen diseño Superficie diseñada para asiento de tornillo, con asiento, buen diseño 3 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño La garganta en el eje facilita el montaje Buen diseño El chaflán en el alojamiento facilita el montaje Buen diseño La disposición del chavetero debilita la pieza Mal diseño La disposición del chavetero no debilita la pieza Buen diseño 4 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño La disposición de los chaveteros debilita la pieza Mal diseño El refuerzo próximo los chaveteros no debilita la pieza Buen diseño 5 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Superficie de apoyo mecanizada en su totalidad, mal diseño Superficiede apoyo no mecanizada en su totalidad, buen diseño 6 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Taladro en plano inclinado difícil de realizar, mal diseño La creación de partes normales al agujero facilita el taladrado, buen diseño Doblado en ángulo recto con radios pequeños, mal diseño Doblado en ángulo > de 90º y radios pequeños, buen diseño 7 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Doblado sin alivio, mal diseño Doblados con alivio, buen diseño Taladro con herramienta, desaconsejable Taladro próximo a borde, mal diseño 8 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Taladro conformado, buen diseño Aprovechamiento del material 9 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Esquina viva, mal diseño Fondo redondeado, buen diseño Esquinas redondeadas, buen diseño Faltan ranuras doblado, mal diseño Existen ranuras doblado, buen diseño 10 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño Borde doblado en radio Peligro de grietas, mal diseño Ranuras en doblado evitan las grietas, buen diseño Pestaña exterior en radio, peligro de grietas, mal diseño Pestaña exterior en radio, ranuras evitan las grietas, buen diseño 11 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño CRITERIOS DE DISEÑO. 12 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño CRITERIOS DE DISEÑO. 13 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 1 Mal diseño 4 Mal diseño 3 Mal diseño 2 Buen diseño 5 Buen diseño 14 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 7 Mal diseño 9 Mal diseño 8 Buen diseño 10 Buen diseño 15 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño Diseño Gráfico Técnicas y criterios de diseño 13 Buen diseño 12 Mal diseño 11 Mal diseño 16 3.2 Introducción al diseño 3.2.2 Criterios de diseño 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión. 5.1 Definición y representación de Ejes y Árboles. 5.2 Definición y representación de Engranajes. 5.3 Definición y representación de Rodamientos. 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 1 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Definiciones.......................................................................................................... 3 Ejemplos dibujo de árbol y detalle de acotación.............................................. 4 Terminaciones de árboles y sistemas de retención......................................... 6 Asientos de ejes en sus soportes...................................................................... 7 Ejes........................................................................................................................ 10 Cojinetes, ranuras de engrase............................................................................ 11 Acoplamientos sobre árboles............................................................................. 12 Dimensiones y tolerancias para chavetas.......................................................... 17 Acoplamiento sobre ejes..................................................................................... 19 Acoplamientos sobre árboles acanalados......................................................... 21 Acoplamientos, elementos para acoplar entre sí dos ejes alineados o no..... 26 Acoplamientos para grandes potencias............................................................. 31 Acoplamientos para diámetros pequeños y potencias reducidas................... 35 Acoplamiento Cardan........................................................................................... 36 Definiciones.......................................................................................................... 3 Ejemplos dibujo de árbol y detalle de acotación.............................................. 4 Terminaciones de árboles y sistemas de retención......................................... 6 Asientos de ejes en sus soportes...................................................................... 7 Ejes........................................................................................................................ 10 Cojinetes, ranuras de engrase............................................................................ 11 Acoplamientos sobre árboles............................................................................. 12 Dimensiones y tolerancias para chavetas.......................................................... 17 Acoplamiento sobre ejes..................................................................................... 19 Acoplamientos sobre árboles acanalados......................................................... 21 Acoplamientos, elementos para acoplar entre sí dos ejes alineados o no..... 26 Acoplamientos para grandes potencias............................................................. 31 Acoplamientos para diámetros pequeños y potencias reducidas................... 35 Acoplamiento Cardan........................................................................................... 36 Indice 2 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Ejes: Elemento estático que recibe a otros elementos (ruedas dentadas, poleas, etc.) que giran libremente sobre él. Árboles: Elementos que giran y transmiten o reciben movimiento de otros elementos (ruedas dentadas, poleas, etc.). 3 Definiciones Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Ejemplo dibujo de árbol y detalle de acotación variante de extremosEjemplo dibujo de árbol y detalle de acotación variante de extremos 4 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Ejemplo dibujo de árbol y detalle de acotación variante de extremosEjemplo dibujo de árbol y detalle de acotación variante de extremos 5 5 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Ejemplo dibujo de árbol y detalle de acotación variante de extremosEjemplo dibujo de árbol y detalle de acotación variante de extremos 6 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Terminaciones de árboles y sistemas de retenciónTerminaciones de árboles y sistemas de retención 7 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Asientos de ejes en sus soportesAsientos de ejes en sus soportes 8 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Asientos de ejes en sus soportesAsientos de ejes en sus soportes 9 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementosde Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Terminaciones de árboles y sistemas de retenciónTerminaciones de árboles y sistemas de retención Objeto Signos convencionales Escalas 1:20 y 1:50 Escala 1:100 y menores E j e s Eje liso Eje escalonado Eje hueco, sin brida, con eje interior. Eje hueco, con brida, con eje interior. Collares 10 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles EjesEjes Longitudes básicas 11 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Cojinetes, ranuras de engraseCojinetes, ranuras de engrase 12 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos sobre árbolesAcoplamientos sobre árboles 13 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos sobre árboles, chavetasAcoplamientos sobre árboles, chavetas 14 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos sobre árboles, chavetasAcoplamientos sobre árboles, chavetas 15 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos sobre árboles, chavetasAcoplamientos sobre árboles, chavetas 16 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos sobre árboles, chavetasAcoplamientos sobre árboles, chavetas 17 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos sobre árboles, chavetasAcoplamientos sobre árboles, chavetas 18 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos sobre árboles, chaveterosAcoplamientos sobre árboles, chaveteros 19 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos sobre árboles, chaveterosAcoplamientos sobre árboles, chaveteros 20 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles http://www.cadersa.es/Pag72.htm http://www.engin.umich.edu/students/ELRC/me211/flash/shearkey_gear.swf AJUSTE DESLIZANTE JUSTO AJUSTE DESLIZANTE LIBRE Dimensiones y tolerancias para chavetasDimensiones y tolerancias para chavetas AJUSTE FORZADO 21 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles 22 Dimensiones y tolerancias para chavetasDimensiones y tolerancias para chavetas Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles 23 Dimensiones y tolerancias para chavetasDimensiones y tolerancias para chavetas Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamiento sobre ejes: ejemplo de montaje sobre un ejeAcoplamiento sobre ejes: ejemplo de montaje sobre un eje 24 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acanalado con perfil de flancos rectos Las dimensiones de estos acanalados están definidos en la norma DIN 5481. La designación se realiza por los diámetros d1 y d3, ejemplos: Para hueco: A 16 x 18 DIN 5481 Para eje: B 16 x 18 DIN 5481 Acoplamiento sobre árbolesAcoplamiento sobre árboles 25 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acanalado con perfil de evolvente Definidos en la norma DIN 5482. La designación por los diámetros d1 y d3, ejemplos: Para hueco: A 16 x 18 DIN 5482 Para eje: B 16 x 18 DIN 5482 Otros tipos de acanalados de perfil de evolvente en normas ANSI B921-1970; ASA B5.15-1960 y BS 3550:1963, existen distintos ángulos de presión. Se utilizan en la industria aeroespacial Acoplamiento sobre árboles acanaladosAcoplamiento sobre árboles acanalados 26 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acanalados de dientes rectos. Tres series; ligera DIN 5461 y DIN 5462, media DIN 5463 y pesada DIN 5464. Ejemplos de designaciones: Para hueco: A Nº de canales d1 x d2 DIN 5462 Para eje: B Nº de canales d1 x d2 DIN 5462 Acoplamiento sobre árboles acanaladosAcoplamiento sobre árboles acanalados 27 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Representación Real Representación Simbólica Dientes flancos rectos Dientes flancos envolventes Acoplamiento sobre árboles acanaladosAcoplamiento sobre árboles acanalados 28 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamiento sobre árboles acanaladosAcoplamiento sobre árboles acanalados 29 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamiento sobre árboles acanaladosAcoplamiento sobre árboles acanalados 30 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamiento sobre árboles acanaladosAcoplamiento sobre árboles acanalados 31 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamiento sobre árboles acanaladosAcoplamiento sobre árboles acanalados 32 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos, elementos para acoplar entre sí dos ejes alineados o no.Acoplamientos, elementos para acoplar entre sí dos ejes alineados o no. 33 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos, elementos para acoplar entre sí dos ejes alineados o no.Acoplamientos, elementos para acoplar entre sí dos ejes alineados o no. 34 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos, elementos para acoplar entre sí dos ejes alineados o no.Acoplamientos, elementos para acoplar entre sí dos ejes alineados o no. 35 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de EjesY Árboles Acoplamientos, elementos para acoplar entre sí dos ejes alineados o no.Acoplamientos, elementos para acoplar entre sí dos ejes alineados o no. 36 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos, elementos para acoplar entre sí dos ejes alineados o no.Acoplamientos, elementos para acoplar entre sí dos ejes alineados o no. 37 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos para grandes potenciasAcoplamientos para grandes potencias 38 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos para grandes potenciasAcoplamientos para grandes potencias 39 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos para grandes potenciasAcoplamientos para grandes potencias 40 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos para pequeños diámetros y potencias reducidasAcoplamientos para pequeños diámetros y potencias reducidas 41 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles Acoplamientos CardanAcoplamientos Cardan 42 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.1 Definición y Representación de Ejes Y Árboles 43 Acoplamientos CardanAcoplamientos Cardan 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión. 5.1 Definición y representación de Ejes y Árboles. 5.2 Definición y representación de Engranajes. 5.3 Definición y representación de Rodamientos. 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 1 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Ruedas dentadas.........................................................................................................................................3Ruedas dentadas.........................................................................................................................................3 Representación convencional................................................................................................................... 12Representación convencional................................................................................................................... 12 2 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Ruedas dentadasRuedas dentadas Cuando la potencia a transmitir entre árboles próximos es considerable o bien se necesita una absoluta regularidad en la relación de transmisión, la mejor solución la constituyen las ruedas dentadas. Las clases de ruedas dentadas más empleadas son las que a continuación se indican. Recuérdese que, en sentido estricto, no es lo mismo una rueda dentada que un engranaje, ya que este último constituye un mecanismo elemental formado por dos ruedas dentadas que engranan entre sí. 1. Ruedas cilíndricas de diente recto: Se emplean para transmitir el movimiento entre árboles paralelos. Son de ejecución sencilla pero, como su grado de recubrimiento es bajo y el contacto entre los flancos es brusco, no son adecuadas para grandes potencias y elevadas velocidades de giro. 3 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Ruedas dentadasRuedas dentadas 2. Ruedas cilíndricas de diente helicoidal: Son ruedas cilíndricas con los dientes en hélice. Resultan ser más suaves y silenciosas que los engranajes de diente recto, pero producen esfuerzos axiales que deben recibirse en rodamientos adecuados. Sirven para transmitir el movimiento entre árboles paralelos o que se cruzan en el espacio. 3. Ruedas de tornillo sin fin o de visinfín: Son una variedad de las anteriores. Se emplean cuando los ejes que se cruzan forman un ángulo recto y, además, la relación de velocidades debe ser muy grande. 4 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Ruedas dentadasRuedas dentadas 4. Ruedas cónicas de diente recto. Se emplean para transmitir el movimiento entre árboles que se cortan. Además de las ruedas de diente recto, existen las de diente curvo, para aplicaciones especiales e, incluso, las ruedas de dentado hipoide, cuyos ejes no coinciden en un punto. También son muy empleadas las cremalleras, que pueden considerarse como ruedas dentadas de radio infinito y los engranajes interiores. 5 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Ruedas dentadasRuedas dentadas 6 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Ruedas dentadasRuedas dentadas 7 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Ruedas dentadasRuedas dentadas 8 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Ruedas dentadasRuedas dentadas 9 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Ruedas dentadasRuedas dentadas 10 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Ruedas dentadasRuedas dentadas 11 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional A continuación indicamos los signos convencionales para los dentados de los engranajes, así como para los tornillos sinfín y las ruedas de cadena (UNE 1-044-75). Estos signos se aplican a los dibujos de detalle y a los de conjunto. 12 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional Dibujos de Detalle. (Ruedas aisladas) Contornos y aristas Se representan los contornos y las aristas de cada rueda como si se tratase. - En vista no cortada, de una rueda no dentada, limitada por la superficie de la cabeza. - En corte axial, de una rueda de dientes rectos, que tenga dos dientes diametralmente opuestos, representados sin cortar, aunque se trate de dientes no rectos o de un número impar de dientes. 13 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional Superficie primitiva de funcionamiento Se trazala superficie primitiva en línea fina de trazos y puntos, aunque se trate de partes ocultas o de corte, y se representa: - En proyección normal al eje, por su círculo primitivo de funcionamiento (círculo primitivo de funcionamiento exterior en el caso de una rueda cónica y círculo primitivo de funcionamiento medio, en el caso de una rueda para tornillo sinfín). - En proyección paralela al eje, por su contorno aparente, de forma que la línea de trazos y puntos sobresalga por los dos lados del contorno de la rueda. 14 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional Superficie de pie Como regla general, no se representa la superficie de pie, salvo en los cortes. Sin embargo, cuando resulte conveniente su representación sobre vistas no cortadas, se traza con una línea fina, según normas UNE. (Según DIN – 37, la superficie de pie o fondo del diente, si es necesaria su representación, se traza con línea de trazos.) Evítense, en lo posible, este tipo de líneas. 15 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional Dentado Se define el perfil de los dientes, bien por referencia a una norma, bien por dibujo a una escala conveniente. Cuando resulte indispensable que figuren uno o dos dientes en el dibujo (bien sea para delimitar los extremos de un sector dentado o de una cremallera, bien sea para precisar la posición de los dientes respecto a un determinado plano axial, se trazan con una línea gruesa). Se indicará, si procede, la orientación de los dientes de un engranaje o de una cremallera sobre la proyección paralela al eje del engranaje, por tres líneas finas en la forma y dirección correspondiente. Nota.- En el caso de un acoplamiento, solamente figurará el símbolo de la rueda (UNE). Según DIN 37-1977, figurarán en ambos y con líneas gruesas. 16 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional 17 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional 4. Dibujos de conjunto (engranajes). Los convenios utilizados para la representación de cada una de las ruedas de un engranaje se aplican igualmente a los dibujos de conjunto. Sin embargo, cuando se trata de un conjunto de ruedas cónicas en proyección paralela al eje, se prolonga la línea que representa la superficie primitiva hasta que corte al eje. 18 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional Ninguna de las dos ruedas de un engranaje debe quedar oculta por la otra, en las partes coincidentes, salvo en los casos siguientes: 1. Si una de las ruedas, situada por completo delante de la otra, queda efectivamente oculta. 2. Si las dos ruedas se representan en corte axial, en cuyo caso una de las dos ruedas, arbitrariamente elegida, está supuestamente oculta por la otra. 19 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional En estos dos casos, puede omitirse la representación de los contornos y aristas ocultas, si no es indispensable para la claridad del dibujo. 20 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional 21 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional Engranaje exterior de ruedas cilíndricas. 22 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional Engranaje interior de ruedas cilíndricas. Engranaje de rueda con cremallera. 23 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional 24 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional 25 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional 26 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional 27 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional 28 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional 29 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional 30 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional 31 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional 32 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.2 Definición y Representación de Engranajes Representación convencionalRepresentación convencional 33 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión. 5.1 Definición y representación de Ejes y Árboles. 5.2 Definición y representación de Engranajes. 5.3 Definición y representación de Rodamientos. 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 1 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Conceptos y definición de rodamientos................................................................................................... 3 Aplicación de los Rodamientos................................................................................................................. 5 Constitución de los rodamientos...............................................................................................................14 Tipos de rodamientos.................................................................................................................................17 Representación de los rodamientos.......................................................................................................... 20 Nomenclatura de los rodamientos............................................................................................................. 22 Ejecución de rodamientos.......................................................................................................................... 26 Montaje de rodamientos............................................................................................................................. 29 Frenos de rodamientos............................................................................................................................... 30 Sistemas de retención axial....................................................................................................................... 33 Montaje de rodamientos ............................................................................................................................ 40 Tolerancias de montaje............................................................................................................................... 46 Soportes de rodamientos........................................................................................................................... 48 Rótulas..........................................................................................................................................................49 Cabezales de articulación con rótulas...................................................................................................... 50 Métodos típicos de posicionamiento de ejes........................................................................................... 51 Rodamientos para aplicaciones especiales..............................................................................................52 Husillos de bolas......................................................................................................................................... 53 Aplicaciones de husillos............................................................................................................................. 54 2 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Conceptos y definición de rodamientos La rotación total o parcial de una pieza con respecto a otra implica rozamiento y ello se traduce en: •Aumento del par de giro •Producción de calor •Aumento del desgaste •Pérdida de rendimiento La fuerza de rozamiento depende de la carga normal y el coeficiente de rozamiento y éste del tipo, deslizamiento o rodadura, la naturaleza de los materiales en contacto, lubricación, rugosidad superficial, etc. 3 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos El contacto directo entre las piezas comporta deslizamiento, coeficiente alto. La interposición entre ellas de elementos giratorios comporta rodadura, coeficiente bajo. El rodamiento es un mecanismo, destinado a servir de apoyo entre un elemento giratorio y su soporte transformando el rozamiento por deslizamiento en deslizamiento por rodadura. Conceptos y definición de rodamientos (cont.) 4 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Aplicación de los Rodamientos 5 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Aplicación de los Rodamientos 6 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Aplicación de los Rodamientos 7 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Aplicación de los Rodamientos 8 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Aplicación de los Rodamientos 9 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Aplicación de los Rodamientos 10 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Aplicación de los Rodamientos 11 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Aplicación de los Rodamientos 12 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Aplicación de los Rodamientos 13 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Constitución de los rodamientos Anillo exterior Anillo interior jaula bolas soporte árbol 14 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Constitución de los rodamientos soporte árbol Objetivo: Permiten obtener una unión giratoria entre un árbol y un soporte (agujero), con poco rozamiento. Esfuerzo axial y radial : -Según el eje axial A -Segun el radio radial R Todos los rodamientos no soportan los dos tipos de esfuerzos axiales y radiales. 15 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Constitución de los rodamientos OBTURACIONES 16 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Tipos de rodamientos 1 fila de bolas contacto radial 1 fila de bolas contacto oblícuo 2 filas de bolas de rótula 17 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Tipos de rodamientos Rodillos cilíndricos Rodillos cónicos Agujas 18 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Tipos de rodamientos Axiales a bolas Axiales de rodillos Combinados (agujas + bolas) 19 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Representación de los rodamientos 1 fila de bolas contacto radial Símbolo BC 1 fila de bolas contacto radial 1 obturación Símbolo BCE 1 fila de bolas contacto radial 2 obturaciones Símbolo BCEE 1 fila de bolas contacto oblícuo Símbolo BT 2 filas de bolas contacto oblícuo Símbolo BT Rodillos cilíndricos Símbolo RU 20 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Rodillos cónicos Símbolo KB Agujas Símbolo NEA Axiales de bolas Símbolo TA Representación de los rodamientos 21 Diseño Gráfico Diseño y Utilización deElementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Nomenclatura de los rodamientos Rodamiento 30 BC 02 X E Ø árbol Tipo Serie dimensional No importa la jaula 1 obturación 22 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Nomenclatura de los rodamientos 23 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Nomenclatura de los rodamientos 24 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Nomenclatura de los rodamientos En cuanto al tipo de rodamiento: 1. Tipo de rodamiento, caja de fijación y estanqueidad. 2. Características del rodamiento, capacidades de carga estática y dinámica. 3. Vida del rodamiento. 4. Condiciones de montaje (aprietos y frenos axiales). Son elementos de elección del tipo de rodamiento y montaje: 1. Dirección de la carga. 2. Intensidad de la carga. 3. Precisión requerida. 4. Características de rotación (precisión, velocidad máxima). 5. Características del montaje (coaxialidad de los agujeros de los soportes) 6. Condiciones ambientales interiores y exteriores. 25 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Ejecución de rodamientos • Estudio de las características del mecanismo en que se ha de montar. • Número de mecanismos a fabricar. • Velocidad de giro. • Características del giro: precisión, rigidez, aceleración angular, desequilibrio admisible, vibraciones, etc. • Características de montaje: coaxialidad de los alojamientos, facilidad de montaje y desmontaje, material del alojamiento y del eje. • Condiciones ambientales interiores y exteriores: temperatura, fluidos, polvo, polución. • Las dimensiones máximas admisibles. • Vida esperada en horas de funcionamiento. 26 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos 27 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos 28 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Montaje de rodamientos • El anillo que gira con relación a la dirección de la carga debe de montarse con montaje apretado. • El anillo fijo en relación a la dirección de la carga debe de montarse con un ajuste libre permitiendo un desplazamiento axial. • Cuando la dirección de la carga está indeterminada o es oscilante los dos anillos se montan con aprieto. • Una anillo apretado debe de apoyarse con preferencia sobre un resalte y montarse con prensa. • Si hay riesgo de dilatación durante el funcionamiento, un solo rodamiento debe de asegurar el posicionamiento axial en los dos sentidos. • Todos los anillos no se inmovilizan axialmente. 29 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Frenos de rodamientos • La primera función del freno axial es la de participar en el guiado global axial de la unión y deben transmitir eficazmente los esfuerzos axiales. • Si existe riesgo de combado del eje, el rodamiento mas próximo a la aplicación de la carga es el que debe de soportar los esfuerzos. • En los otros casos, para un equilibrio de la duración, el rodamiento con menor carga axial es el que debe de soportar la carga axial. • La segunda función del freno axial es la inmovilización axial del anillo del rodamiento o de un rodamiento completo. • Es importante tener en cuenta los ajustes después de la elección de los frenos axiales. • Después de la elección de los ajustes, es necesario tener en cuenta el material de los alojamientos, del eje y el juego interno del rodamiento 30 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos 31 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos 32 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Sistemas de retención axial Tuerca y arandela • La tuerca ranurada y y su arandela permiten mantener un cierto juego o aprieto axial. • Es necesario realizar una rosca sobre el eje. Diámetro interior cilíndrico Diámetro interior cónico 33 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos • Este montaje es simple rápido y ocupa poco espacio. • Tiene una excelente relación características precio. • Queda un juego axial después del montaje de aproximadamente 0,1 mm. • Puede utilizarse para ahorrar un apoyo. Sistemas de retención axial 34 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Este montaje presenta las mismas características que el anterior. La arandela permite soportar cargas más importantes. Anillo elástico y arandela. Izquierda: sobre eje, derecha: sobre soporte Sistemas de retención axial 35 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Tapas Izquierda: sobre eje, derecha: sobre soporte Es imperativo mantener un juego entre la tapa y el extremo del eje o la caja para garantizar el aprieto del anillo contra su apoyo. La tapa se sujeta con tornillos y son estos los que soportan los esfuerzos axiales. Son necesarias formas de mecanizado específicas. Sistemas de retención axial 36 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Anillo a presión • Este procedimiento se puede realizar solo sobre ejes. • Para desmontar el rodamiento es necesario destruir el anillo. • La eficacia de la retención depende del material del eje, del anillo y del grado de aprieto entre ambos. Sistemas de retención axial 37 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Manguitos cónicos Izquierda: manguito de aprieto, derecha: manguito de desmontaje Este montaje solo se aplica para los rodamientos de rodillos esféricos. El manguito de aprieto permite el montaje sobre ejes calibrados. El segundo impone la creación de una rosca sobre el eje con la ventaja de facilitar el desmontaje. Sistemas de retención axial 38 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Anillo elástico sobre el rodamiento Este procedimiento es económico y permite un freno axial en los dos sentidos. En el montaje con tapa es imperativo la adopción de un juego entre la tapa y el soporte. Enel segundo el soporte ha de realizarse en dos piezas. Sistemas de retención axial 39 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Disposiciones para cargas radiales junto a cargas axiales sobre un eje en ambas direcciones: • Dos rodamientos rígidos de una hilera bolas de contacto angular montados en oposición. • Dos rodamientos de rodillos cónicos también montados en oposición. Montaje de rodamientos para cargas combinadas 40 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Los anillos exteriores se montan en sus alojamientos contra un resalte. El reglaje del juego o de precarga se realiza actuando sobre los anillos interiores. Se utiliza con preferencia cuando el alojamiento es giratorio con relación a la dirección de la carga. Montaje de rodamientos para cargas combinadas Montaje en “O” 41 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos En esta caso los anillos exteriores se montan apretados y los interiores deslizantes. Si se utiliza con el eje giratorio con respecto a la dirección de la carga, uno de los anillos interiores es deslizante y el otro apretado. El tipo de reglaje del juego mas frecuente es mediante una tuerca. Este sistema de montaje es menos sensible a las dilataciones que el montaje en X. Montaje en “O” Montaje de rodamientos para cargas combinadas 42 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos • En este montaje los anillos interiores se montan sobre resaltes efectuados en el eje. El reglaje del juego se realiza actuando sobre el anillo exterior. • Se utiliza con preferencia cuando el eje es giratorio con relación a la dirección de la carga. Montaje de rodamientos para cargas combinadas Montaje en “X” 43 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos • Los anillos interiores se montan con aprieto y los exteriores deslizantes con posibilidad de reglaje. • Permite el montaje de un eje totalmente equipado con sus anillos. • El reglaje axial se realiza con calas de suplemento y ocasionalmente con tuercas que roscan sobre el alojamiento. Montaje de rodamientos para cargas combinadas Montaje en “X” 44 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Montaje de rodamientos con obturaciones 45 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Tolerancias de montaje de los rodamientos 46 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Tolerancias de montaje de los rodamientos 47 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Los rodamientos descritos, pueden utilizarse para montaje directo sobre alojamientos realizados en las estructuras de las máquinas o bien sobre soportes especiales que a su vez se acoplan a aquellas. El empleo de estos soportes en general resulta útil cuando estos pueden permanecer en el exterior de las máquinas, por la ventaja que representa el evitar mecanizados costosos Soportes de rodamientos 48 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Elementos utilizados en articulaciones en las que la dirección de empuje puede producirse en direcciones variables. En función de la naturaleza de los esfuerzos que han de soportar y de que su trabajo se desarrolle con engrase o no, se fabrican con los dos anillos de acero o incorporando entre ellos para reducir el rozamiento, una capa de bronce sinterizado o de teflón. Menor rendimiento que los rodamientos. Rótulas Rótulas de acero - acero Rótulas acero - teflón 49 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Cabezales de articulación con rótulas 50 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Métodos típicos de fijación de rótulas 51 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Métodos típicos de fijación de rótulas 52 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Rodamientos para aplicaciones especiales Casquillos guías para deslizamiento axial de ejes. Guías lineales de deslizamiento axial con patín. 53 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Husillos de bolas 54 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.3 Definición y Representación de Rodamientos Aplicaciones de husillos de bolas. “TRANSMISIÓN HONDAMATIC” 55 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión. 5.1 Definición y representación de Ejes y Árboles. 5.2 Definición y representación de Engranajes. 5.3 Definición y representación de Rodamientos. 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de TransmisiónOCW UPM Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Energía utilizada en máquinas................................................................................................................... 3Energía utilizada en máquinas................................................................................................................... 3 Componentes de instalaciones..................................................................................................................5Componentes de instalaciones..................................................................................................................5 Características de los motores lineales.................................................................................................... 6Características de los motores lineales.................................................................................................... 6 Características de los motores rotativos.................................................................................................. 7Características de los motores rotativos.................................................................................................. 7 Conceptos.................................................................................................................................................... 8Conceptos....................................................................................................................................................8 Accionadores y bombas............................................................................................................................. 9Accionadores y bombas............................................................................................................................. 9 Objetivos de estanqueidad.........................................................................................................................17Objetivos de estanqueidad.........................................................................................................................17 Estanqueidad estática.................................................................................................................................18Estanqueidad estática.................................................................................................................................18 Estanqueidad dinámica.............................................................................................................................. 22Estanqueidad dinámica.............................................................................................................................. 22 Ejercicios......................................................................................................................................................28Ejercicios......................................................................................................................................................28 2 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Energías utilizadas en máquinas.Energías utilizadas en máquinas. 3 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Energías utilizadas en máquinas.Energías utilizadas en máquinas. 4 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Componentes de instalaciones.Componentes de instalaciones. 5 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Características de los motores lineales.Características de los motores lineales. 6 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Características de los motores rotativos.Características de los motores rotativos. 7 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Los elementos de máquinas tales como cilindros, motores, bombas, etc. (ver paginas siguientes) operan bien poniendo en movimiento fluidos o se mueven por la acción de estos. Para que exista desplazamiento entre las distintas partes es necesario que exista juego entre ellas y el fluido se puede escapar por él, cuando las diferencias de presiones son apreciables. Para mantener la estanqueidad (evitar el escape del fluido), es necesario colocar juntas. Por otra parte también en uniones fijas es posible que a través de las roscas o por defectos de las superficies en contacto es posible que se produzcan escapes y de igual manera será necesario evitar las mismas. Conceptos.Conceptos. 8 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Accionador lineal hidráulico o neumático. (CILINDRO) Accionadores.Accionadores. 9 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Accionador de doble vástago. Accionador con amortiguación. 10 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Accionador de cremallera. 11 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Accionador con amortiguación. 12 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Bomba o motor de engranajes. 13 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Bomba o motor de paletas. 14 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Bomba o motor de pistones. 15 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Bomba o motor de pistones. 16 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. 1. Permite mantener un fluido en un mecanismo con presión o sin ella. Presión en Mpa (megapascal), 1 MPa = 10 bar = 1N/mm² Ejemplo: Cilindro neumático es necesario mantener: Caja de velocidad es necesario mantener: 2. Permite también impedir que el polvo o el agua penetren en un mecanismo. Objetivos de la Estanqueidad. 17 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. No hay movimiento relativo entre las piezas. Sobre este cilindro la junta realiza una estanqueidad estática entre las piezas 1 y 2. 12 Estanqueidad estática. 18 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. a. Estanqueidad sin junta o directa, acabado superficial 0,8m. Tornillo de purga Rosca gas Utilizados para productos corrosivos, altas temperaturas y grandes presiones. Estanqueidad estática. 19 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Estanqueidad estática. b. Estanqueidad con junta, acabado superficial 1,6m 1. Junta plana o circular Pueden ser de goma, carton, plástico o metalo-plásticas. 20 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Estanqueidad estática. b. Estanqueidad con junta, acabado superficial 1,6m 2. Junta tórica. http://www.lidering.com/pdfs/juntas%20toricas/juntas%20toricas.pdf Montaje a mano, para el desmontaje utilizar un destornillador plano o un cucharilla sin rebabas. 21 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Estanqueidad estática. Ejemplos juntas tóricas 22 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. b. Estanqueidad con junta, acabado superficial 1,6m 3. Junta de 4 lóbulos. http://www.lidering.com/pdfs/juntas%20toricas/juntas%20lr4.pdf Cuanto más elevada es la presión, mas se adaptan los lóbulos a la superficie y mayor es la estanqueidad. Estanqueidad estática. 23 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Ejemplos de montajes con distintos tiposde juntas. 24 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Ejemplo de montaje con junta de 4 lóbulos. 25 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. b. Estanqueidad con junta, acabado duperficial 1,6m 4. Con fuelle Mantiene la grasa en el mecanismo e impide la entrada de impurezas. Estanqueidad estática. 26 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Hay movimiento relativo entre las piezas. En este cilindro la junta realiza una estanqueidad dinámica entre las piezas 1 y 2. 12 Estanqueidad dinámica. 27 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Existen 2 posibles movimientos rotación y translación. a. Estanqueidad sin junta o directa, acabado superficial 0,05m. Con laberintos distribuidor hidráulico Ejemplo : Estanqueidad dinámica. 28 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Estanqueidad dinámica. b. Estanqueidad con junta, acabado superficial 0,4m 1. Con junta tórica para rotación y translación. 2. Con junta de 4 lóbulos para rotación y translación Se utilizan con un anillo antiextrusión cuando la presión es importante o la velocidad elevada, éste permite evitar la extrusión de la junta. 29 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. b. Estanqueidad con retén, acabado superficial 0,4m http://www.lidering.com/pdfs/retenes/retenes%20de%20aceite.pdf 3. Con retén de 1 o 2 labios para rotación esquemas : Retén de 1 labio Retén de 2 labios Estanqueidad dinámica. 30 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Secciones de retenes normalizadas. 31 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. b. Estanqueidad con junta, acabado superficial 0,4m 5. Con segmentos para translación y alta temperatura 6. Con laberintos para rotación 4. Con junta de copa para translación Estanqueidad dinámica. 32 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Completar el cuadro inferior. Poner una cruz en las columnas (Est. dinámica et Est. estátatica). 2 y 3 plana7 3 y 4 laberinto 8 1 y 2tórica6 1 y 4de 2 labios5 Entre piezasEst. dinámicaEst. estáticaTipo de juntamarca 8 Ejercicios. 33 Diseño Gráfico Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5. Diseño y Utilización de Elementos de Transmisión 5.4 Definición y conceptos de Estanqueidad. Ejercicios. Cilindro Neumático. 34 Diseño Gráfico Diseño estructural 6. DISEÑO ESTRUCTURAL. 6.1 Estudio de uniones. 6.1.1 Naturaleza de las uniones. Uniones rígidas, elásticas, desmontables, permanentes, totales, parciales, reglables. 6.1.2 Criterios para el diseño de uniones: grados de libertad. 6.1.3 Métodos de realización de uniones: uniones directas, uniones por elementos auxiliares. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 1 Diseño Gráfico Diseño estructural Naturaleza de las Uniones....................................................................3 Funciones elementales.........................................................................6 Índice: 2 Indice Diseño Gráfico Diseño estructural Las uniones podrán realizarse: Se consideran uniones RIGIDAS aquellas en que el conjunto de las piezas se comporta exactamente igual que un sólido rígido. Se consideran ELASTICAS aquellas en las que entre las piezas a unir se intercala un elemento capaz de amortiguar, frenar o absorber los choques que se produzcan entré ellas. Son DESMONTABLES aquellas en que se pueden realizar el montaje y desmontaje de los componentes, un número razonable de veces sin deteriorar ninguno de los mismos. RIGIDAS o ELASTICAS DESMONTABLE o PERMANENTES TOTALES o PARCIALES REGLABLES. Naturaleza de las Uniones 3 6.1 Estudio de uniones 6.1.1 Naturaleza de las uniones Diseño Gráfico Diseño estructural Son PERMANENTES aquellas en que para producir la separación de las piezas es necesario romper alguna de ellas o el órgano de unión que las mantiene agrupadas. Son TOTALES aquellas en las que queda eliminado cualquier grado de libertad, entre las distintas piezas que forman el conjunto. Son PARCIALES las que dejan como posibles uno o más grados de libertad entre las piezas. Son REGLABLES aquellas en las que resulta posible variar la posición relativa entre las piezas cuando se desee Naturaleza de las Uniones 4 6.1 Estudio de uniones 6.1.1 Naturaleza de las uniones Diseño Gráfico Diseño estructural La clasificación no es exclusiva y pueden darse las siguientes combinaciones: RIGIDAS - PERMANENTES. RIGIDAS - DESMONTABLES - TOTALES. RIGIDAS - DESMONTABLES - PARCIALES. RIGIDAS - DESMONTABLES - TOTALES o PARCIALES - REGLABLES. ELASTICAS - PERMANENTES. ELASTICAS - DESMONTABLES. Naturaleza de las Uniones 5 6.1 Estudio de uniones 6.1.1 Naturaleza de las uniones Diseño Gráfico Diseño estructural Funciones elementales ESTRUCTURA, CONEXION, ARTICULACION, TRANSMISION, IMPERMEABILIDAD / ESTANQUEIDAD , ENGRASE, PROTECCION, DECORATIVAS, Y AVISO ESTRUCTURA Cumplen esta función los elementos que: se destinan a actuar como cuerpo o soporte de la máquina o de sus componentes. CONEXIÓN Cumplen esta función los elementos que: realizan una unión entre componentes, de forma que quede total o parcialmente eliminada cualquier posibilidad de. desplazamiento de uno respecto al resto. 6 6.1 Estudio de uniones 6.1.1 Naturaleza de las uniones Diseño Gráfico Diseño estructural Funciones elementales ARTICULACION (caso particular de unión), cuando la posibilidad de movimiento de una pieza respecto a otra queda limitada a un giro total o parcial de la primera respecto a la segunda. TRANSMISION Cuando la misión de la pieza es comunicar un movimiento a otra bien haciéndola girar o seguir una trayectoria rectilíneo, o curva. IMPERMEABILIDAD / ESTANQUEIDAD Cumplen esta función los elementos que: Evitan la salida de fluidos del interior de una máquina. Previenen la entrada a la misma de humedad, polvo, virutas, contaminantes, etc. Mantienen la presión dentro de un recinto. 7 6.1 Estudio de uniones 6.1.1 Naturaleza de las uniones Diseño Gráfico Diseño estructural Funciones elementales ENGRASE Cumplen esta función los elementos que: Impulsan, conducen, distribuyen, almacenan o filtran agentes lubricantes para reducir el rozamiento entre partes móviles y facilitar la evacuación del calor generado por éstas. PROTECCION Cumplen esta función los elementos que: Establecen los medios necesarios para evitar los posibles accidentes y daños que podrían producir a personas u objetos las partes móviles o generadoras de peligros potenciales de la máquina 8 6.1 Estudio de uniones 6.1.1 Naturaleza de las uniones Diseño Gráfico Diseño estructural Funciones elementales DECORATIVAS Cumplen esta función los elementos que: están destinados a conseguir un aspecto agradable y atractivo de las máquinas.MANDO Cumplen esta función los elementos que: Sirven para introducir órdenes exteriores para cambiar las condiciones de funcionamiento. AVISO Cumplen esta función los elementos que: Se destinan a la indicación de las condiciones de situación funcional de la máquina. 9 6.1 Estudio de uniones 6.1.1 Naturaleza de las uniones Diseño Gráfico Diseño estructural 6. DISEÑO ESTRUCTURAL. 6.1 Estudio de uniones. 6.1.1 Naturaleza de las uniones. Uniones rígidas, elásticas, desmontables, permanentes, totales, parciales, reglables. 6.1.2 Criterios para el diseño de uniones: grados de libertad. 6.1.3 Métodos de realización de uniones: uniones directas, uniones por elementos auxiliares. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 1 Diseño Gráfico Diseño estructural Grados de libertad de un sólido en el espacio 6.1 Estudio de uniones 6.1.2 Criterios para el diseño de uniones: grados de libertad 2 Diseño Gráfico Diseño estructural Grados de libertad de un sólido en el espacio 6.1 Estudio de uniones 6.1.2 Criterios para el diseño de uniones: grados de libertad 3 Diseño Gráfico Diseño estructural NOMBRE DE LA UNION REPRESENTACIÓN PLANA PERSPECTIVA GRADOS DE LIBERTAD MOVIMIENTO Empotramiento de centro b TRANSLACIÓN ROTACIÓN 0 0 0 0 0 0 Deslizante de centro a y eje x TRANSLACIÓN ROTACIÓN Tx 0 0 0 0 0 Pivotante de centro A y eje X TRANSLACIÓN ROTACIÓN 0 Rx 0 0 0 0 Pivotante deslizante de centro C y eje X TRANSLACIÓN ROTACIÓN Tx Rx 0 0 0 0 6.1 Estudio de uniones 6.1.2 Criterios para el diseño de uniones: grados de libertad 4 Diseño Gráfico Diseño estructural NOMBRE DE LA UNION REPRESENTACIÓN PLANA PERSPECTIV A GRADOS DE LIBERTAD MOVIMIENTO Helicoidal de Centro B y eje Y TRANSLACIÓN ROTACIÓN 0 0 Ty Ry=Ty*2p/p 0 0 Apoyo plano de centro D y de normal Z TRANSLACIÓN ROTACIÓN Tx 0 Ty 0 0 Rz Rótula de centro O TRANSLACIÓN ROTACIÓN 0 Rx 0 Ry 0 Rz Rotule con guía de centro O y de eje X TRANSLACIÓN ROTACIÓN 0 0 0 Ry 0 Rz 6.1 Estudio de uniones 6.1.2 Criterios para el diseño de uniones: grados de libertad 5 Diseño Gráfico Diseño estructural NOMBRE DE LA UNION REPRESENTACIÓN PLANA PERSPECTIVA GRADOS DE LIBERTAD MOVIMIENTO Lineal anular de Centro B y eje X TRANSLACIÓN ROTACIÓN Tx Rx 0 Ry 0 Rz Lineal rectilinea de Centro C, eje X y normal Z TRANSLACIÓN ROTACIÓN Tx Rx Ty 0 0 Rz En Punto de Centro O y de normal Z TRANSLACIÓN ROTACIÓN Tx Rx Ty Ry 0 Rz Grados de libertad de un sólido en el espacio 6.1 Estudio de uniones 6.1.2 Criterios para el diseño de uniones: grados de libertad 6 Diseño Gráfico Diseño estructural 6. DISEÑO ESTRUCTURAL. 6.1 Estudio de uniones. 6.1.1 Naturaleza de las uniones. Uniones rígidas, elásticas, desmontables, permanentes, totales, parciales, reglables. 6.1.2 Criterios para el diseño de uniones: grados de libertad. 6.1.3 Métodos de realización de uniones: uniones directas, uniones por elementos auxiliares. 1 Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO Diseño Gráfico Diseño estructural UNION DIRECTA ELEMENTOS DE UNION No aparece ningún elemento auxiliar entre las piezas Se emplean elementos auxiliares que ejecuten la unión TORNILLOS ANILLOS ELASTICOS CHAVETAS PERNOS PASADORES EJES DE ARTICULACION ESPARRAGOS ABRAZADERAS BRIDAS PRISIONEROS SILENTBLOCS RACORES TUERCAS FLECTORES JUNTAS ARANDELAS MUELLES REMACHES INSERTADORES CASQUILLOS ADHESIVOS HUSILLOS RODAMIENTOS SOLDADURA 2 6.1 Estudio de uniones 6.1.3 Métodos de realización de uniones Diseño Gráfico Diseño estructural Adhesivo Soldadura Uniones a solape Uniones a tope Soldadura Remache, tornillo, etc 3 6.1 Estudio de uniones 6.1.3 Métodos de realización de uniones Diseño Gráfico Diseño estructural Soldadura Cubrejunta Tornillo, remache, etc. Uniones con cubrejuntas simple 4 6.1 Estudio de uniones 6.1.3 Métodos de realización de uniones Diseño Gráfico Diseño estructural Soldadura Cubrejunta Tornillo, remache, etc. Uniones con doble cubrejuntas 5 6.1 Estudio de uniones 6.1.3 Métodos de realización de uniones Diseño Gráfico Diseño estructural 6. DISEÑO ESTRUCTURAL. 6.2 Utilización en los diseños de elementos de unión. 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión. 6.2.2 Estudio de elementos de unión. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 1 Diseño Gráfico Diseño estructural Tornillos y Pernos...................................................................................................................................3 Índice: Espárragos............................................................................................................................................20 Prisioneros............................................................................................................................................21 Tornillos y Prisioneros.........................................................................................................................22 Tuercas..................................................................................................................................................23 Elementos de acción rápida.................................................................................................................33 Insertadores...........................................................................................................................................37 Arandelas...............................................................................................................................................39 Pasadores..............................................................................................................................................40 Anillos....................................................................................................................................................44 Articulaciones........................................................................................................................................48 2 Indice Diseño Gráfico Diseño estructural Tornillos y Pernos Multitud de formas de ejecuciones en caña cabezas 3 6.2 Utilizaciónen los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tornillos y Pernos 4 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) m) (n) (o) Figura 29 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) m) (n) (o) Figura 29 Figura 30 (a) (b) (c) (d) (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) (a) (b) (c) (d) (e) (f) Tornillos y Pernos 5 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) Figura 32 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) Figura 32 Figura 33 Figura 33 Figura 34 Figura 35 Tornillos y Pernos 6 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tornillos y Pernos. Partes fundamentales. 7 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tornillos y Pernos 8 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Son tornillos, los elementos cilíndricos machos con cabeza. Su utilización es para uniones desmontables con acceso desde un lado. Son pernos los tornillos con tuerca. Su utilización es para uniones desmontables con acceso desde los dos lados Como aspectos diferenciadores se presentan los siguientes: El perno se monta siempre con una tuerca, el tornillo puede fijarse en un receptáculo con rosca o roscando directamente sobre la última pieza de la unión. Los pernos son de resistencia superior a las de los tornillos. Tornillos y Pernos 9 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural El extremo de la rosca en los pernos es siempre romo, en los tornillos puede ser romo o puntiagudo. En los pernos la longitud de rosca es corta, al contrario de los tornillos. El conjunto de perno - tuerca se aprieta girando la tuerca sobre el perno y la cabeza puede estar diseñada para que gire o no, el tornillo se aprieta siempre girando la cabeza. En sustituciones, siempre debe utilizarse un duplicado exacto del original. Tornillos y Pernos 10 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tornillos 11 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tornillos 12 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tornillo y tuerca 13 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Pernos 14 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural MARCADO DE CABEZAS DE TORNILLOS Y PERNOS DE ACUERDO CON NAS 380 El guión significa acero resistente a la corrosión Dos guiones desplazados (solo es necesaria la visión de uno después del ranurado de la cabeza) significan acero resistente a la corrosión Una cruz significa acero aleado 125000 a 145000 psi Un triangulo significa caña y/o cabeza de precisión (fabricado con tolerancias estrechas) Un triangulo con un circulo hundido en su interior, significa caña y/o cabeza de precisión (fabricado con tolerancias estrechas) en acero aleado 125000-145000 psi Un triangulo con una x en su interior, significa caña y/o cabeza de precisión (fabricado con tolerancias estrechas) y alta resistencia 160000-180000 psi La letra R significa rosca laminada después del tratamiento térmico El guión doble significa aleación de aluminio Esta marca significa que el material es bronce Tornillos y Pernos. Uso aeroespacial 15 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Normas de empleo habitual en la industria aeroespacial: NAS - Natíonal Aerospace Standard – Unífíed Military Standards AN - Aír Force/Navy Aeronautícal Standards NA - Natíonal Aerospace Standard* - Metric MA - SAE Standard* Metric Tornillos y Pernos. Uso aeroespacial. 16 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Los tornillos se fabrican en materiales y clases varias, la designación de estas clases se realiza por números separados por un punto. Norma UNE EN 20898-1-1991. ejemplo: 12.9. El primer número multiplicado por 100 indica la resistencia nominal a la tracción en newtons por milímetro cuadrado, la segunda cifra multiplicada por la primera y por 10 indica el límite inferior de cadencia o límite elástico convencional en newtons por milímetro cuadrado. Marca del fabricante Figura 37 Marcados para roscas a izquierda Tornillos y Pernos. Uso industrial. Marcados 17 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural La identificación de los tornillos en listas de piezas se realiza con: Denominación (generalmente por la forma de la cabeza o método de arrastre) Tipo de rosca Diámetro del tornillo Longitud (parte cilíndrica para tornillos de cabeza prismática o redonda y total para los avellanados) Clase de resistencia Tipo (cuando la norma contempla varios) Norma de referencia Revestimiento de protección Tolerancia de rosca si es distinta de 6g. Ejemplo: Tornillo cabeza cilíndrica con hexágono interior M10-60 - 8-8 - tipo B - DIN912 - cadmiado -5g Tornillos y Pernos. Uso industrial. Identificación. 18 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Los alojamientos para las cabezas de los tornillos de acuerdo con DIN 74 e ISO 273 DIN 74 hoja 1 DIN 74 hoja2 Forma DIN 963 a 965 DIN 964 a 966 DIN 7991 DIN 84 DIN 7984 DIN 6912 DIN 912 Tornillos y Pernos. Uso industrial. Alojamientos - Métricos. 19 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Son elementos cilíndricos roscados por sus dos extremos, de los que uno penetrará en una pieza, a la que permanecerá permanentemente unido (por interferencia o empleo de adhesivos) y el otro libre, para introducirse en la otra u otras piezas a las que se quiere unir la primera y recibir una tuerca para realizar el cierre Espárragos. 20 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Son elementos roscados normalizados, sin cabeza,con ranura o hexágono interior para aprieto en un extremo y el otro terminado en punta cilíndrica, achaflanada o redondeada, pueden ser parcialmente roscados o totalmente roscados. Prisioneros.(Tornillos sin cabeza) 21 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tornillos y Prisioneros.(Ejemplos de aplicaciones) 22 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tipos de tuercas: Que se pueden girar con llaves o a mano. Ancladas o remachadas. No auto frenables. Auto frenables. Tuercas. 23 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tuercas. Uso aeroespacial. 24 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) Figura 43 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) (n) (o) (p) (q) Figura 44 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) (n) (o) (p) (q) Figura 44 (a) (b) (c) (d) (e) Figura 45 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) Figura 43 Tuercas. Uso industrial. 25 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural • La fijación de una pieza sobre otra delgada con tornillos para conseguir una unión desmontable, implica la realización sobre esta última de un agujero roscado. • Si el espesor de esta pieza es pequeño, el número de hilos de rosca que cabrán en ella será muy reducido, y por tanto la longitud de acoplamiento tornillo – agujero, resultando una unión muy débil. • En aplicaciones no aeronáuticas y cuando no existen vibraciones se suelen utilizar tornillos rosca de chapa). • Cuando la unión debe ser mas fuerte se utilizan las denominadas tuercas ancladas o remachadas, que consisten en elementos roscados sujetos por algún medio a la pieza delgada. • La distinción entre ancladas y remachadas es que las primeras se sujetan por una deformación de las mismas o del soporte de la tuerca y las segundas se unen al soporte mediante remaches. Tuercas.(Ancladas o Remachadas) 26 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Figura 46 Figura 47 Figura 48 Tuercas.(Tuercas para tornillos rosca chapa) 27 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tuercas.(Tuercas ancladas) 28 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tuercas.(Tuercas ancladas) 29 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tuercas.(Tuercas remachadas) 30 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tuercas.(Tuercas remachadas) 31 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Tuercas.(Tuercas remachadas) 32 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Elementos de acción rápida.(Camloc, Airloc, Dzus) 33 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Elementos de acción rápida.(Camloc, Airloc, Dzus) 34 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Elementos de acción rápida.(Dzus) 35 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Elementos de acción rápida.(Camloc) 36 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Elementos que se montan en piezas construidas con materiales blandos, sobre las que deben entrar tornillos y que por la naturaleza del material el montaje o desmontaje frecuente, la rosca se puede dañar. Helicoil Insertadores. 37 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Insertadores. (Honeycomb) 38 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) Figura 54 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) Figura 54 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) Figura 55 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) Figura 55 Son elementos complementarios de los tornillos y tuercas. Misiónes: • proporcionar un asiento correcto a las cabezas de los tornillos y a las tuercas • evitar el aflojado de los mismos • repartir los esfuerzos generados al apretar sobre el material • proteger éste contra daños • facilitar o impedir el contacto eléctrico entre las piezas • evitar el contacto de los hilos de rosca del tornillo con las piezas cuando hay esfuerzos de cortadura • separar elementos • crear fuerzas entre elementos contiguos, etc. Arandelas. 39 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Elementos destinados a realizar funciones de: - Posicionado relativo de elementos. - Transmisión de esfuerzos de cortadura. - Frenado de tornillos y otros elementos. - Transmisión de par entre ejes, ejes de articulación. etc. - Se emplean solos o asociados a otros elementos. - Pueden ser: cilíndricos, cónicos, cilíndricos estriados, tubulares y de seguridad. (a) (b) (c) (d) (e) (f) Figura 56 Figura 57 Pasadores. 40 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Figura 58 Figura 58 Pasadores. 41 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Figura 59 Pasadores para operaciones de montajes y desmontajes rápidos y que aseguren que salvo acción voluntaria la unión no se deshará. Se utilizan para: • posicionamiento • bloqueo • eje de articulación Pasadores. 42 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Pasadores. Ejemplos de utilización. 43 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Anillos lisos y de sección circular. Anillos lisos: usados sobre árboles pararetención axial, se fijan sobre en cualquier posición, la retención es proporcionada por uno o mas tornillos prisioneros 44 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Anillos de sección circular: Se utilizan para evitar el desplazamiento axial de elementos con respecto a ejes, el anillo se aloja en ranuras practicadas tanto en ejes como agujero Anillos lisos y de sección circular. 45 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Se utilizan para evitar el desplazamiento axial de elementos con respecto a ejes, el anillo se aloja en ranuras practicadas tanto en ejes como agujeros. para montaje sobre eje y diámetros de 12 mm. para montaje sobre eje y diámetros de 10 a 50 mm. Anillos elásticos. 46 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural para montaje en interiores Anillos elásticos. 47 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Articulaciones. (Un grado de libertad) Articulaciones cilíndricas: se realizan utilizando un eje desmontable unido a a una de las piezas y sobre el que gira la otra la disposición del eje puede ser en: • Voladizo • Horquilla 48 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Articulaciones. (Ejemplos de montaje) 49 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural Articulaciones esféricas. Oscilación alrededor de un punto (centro de una esfera). 50 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión Diseño Gráfico Diseño estructural 6. DISEÑO ESTRUCTURAL. 6.2 Utilización en los diseños de elementos de unión. 6.2.1 Clasificación de los elementos de unión. 6.2.2 Estudio de elementos de unión. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 1 Diseño Gráfico Diseño estructural Consideraciones generales de montaje de tornillos..........................................................................3 Índice: Unión total de piezas sobre ejes y árboles........................................................................................11 Freno en traslación de tuercas móviles en rotación.........................................................................13 Freno en rotación de árboles móviles en traslación.........................................................................14 Freno en rotación de componentes con posición reglable en traslación.......................................15 Posicionado...........................................................................................................................................16 Indice 2 Diseño Gráfico Diseño estructural Trabajo de los tornillos: Esfuerzo longitudinal: el tornillo trabaja a tracción (forma mas favorable de trabajo) Es fundamental: - Elegir correctamente la forma de la cabeza. - Cuidar su asiento sobre la pieza (también de la tuerca si se utiliza). - La longitud de roscado del agujero. - La longitud de rosca del tornillo. - La prevención contra el aflojado. Tornillos y Pernos. Esfuerzos. 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 3 Diseño Gráfico Diseño estructural Esfuerzo transversal. El tornillo puede trabajar a flexión o a cortadura. En la mayor parte de los casos la flexión es despreciable. Los esfuerzos de cortadura son los que pueden determinar la rotura del tornillo. Para disminuir este riesgo se puede: -Apretar con un par que haga trabajar al tornillo a tracción con valores próximos al límite elástico, creando entre las piezas una fuerza normal que induce una de rozamiento T que se opone a su deslizamiento. -Ajustar los vástagos a los agujeros para repartir los esfuerzos y evitar que la zona roscada trabaje a cortadura ya que el juego favorece el cizallado. - A este efecto se debe tener en cuenta que si se emplean varios tornillos, el ajustarlos significa tener que emplear tolerancias estrechas en diámetros y distancias. Tornillos y Pernos. Esfuerzos. 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 4 Diseño Gráfico Diseño estructural Esfuerzo transversal. Tornillos y Pernos. Esfuerzos. 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 5 Diseño Gráfico Diseño estructural Esfuerzo transversal. Tornillos y Pernos. Esfuerzos. Otras alternativas son las mostradas en: (a) se crea un obstáculo que absorbe la cortadura. (b) se introduce una anillo que actúa del mismo modo. (c) los pasadores cilíndricos realizan una misión similar. (a) (b) (c) 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 6 Diseño Gráfico Diseño estructural CONSIDERACIONES GENERALES DE MONTAJE DE TORNILLOS • Elegir la forma de la cabeza en función del par de aprieto, las prismáticas para pares grandes. • Emplear exclusivamente tornillos normalizados. • Asegurarse de la posibilidad de montaje y aprieto, tomando en cuenta el acceso y maniobra de las herramientas. • Definir si el aprieto se va a realizar desde la cabeza del tornillo o desde la tuerca. • Cuando el tornillo rosque sobre una tuerca situada en una parte interior, considerar el frenado de la misma contra el giro y su recogida al desmontar el tornillo. • Cuando se unan varias piezas, hacer que el tornillo pase con juego sobre todas y rosque sólo en la última, y comprobar que el final de la rosca del tornillo está fuera de ésta. 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 7 Diseño Gráfico Diseño estructural CONSIDERACIONES GENERALES DE MONTAJE DE TORNILLOS • Si el tornillo o prisionero sujeta, roscando en un agujero, comprobar que su extremo no llega al fondo y realizar el agujero teniendo en cuanta el tipo de material. 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 8 Diseño Gráfico Diseño estructural CONSIDERACIONES GENERALES DE MONTAJE DE TORNILLOS • Para desmontajes frecuentes emplear tornillos de alta resistencia. • En montajes donde las cabezas puedan verse golpeadas es conveniente practicar alojamientos para las mismas. • Elegir preferentemente tornillos de cabeza de ranuras en cruz a los de ranura simple. • Frenar cuando exista riesgo de aflojado, empleando arandelas planas o elásticas, tuercas almenadas o autofrenables, pasadores contra el giro, alambre de frenar o incluso adhesivos. • Considerar el efecto de fatiga sobre los tornillos. • Apretar el tornillo o tuerca creando una tensión ligeramente por encima de la carga de trabajo que actúa sobre las piezas a unir y por debajo del límite elástico del material en que se construye el tornillo. • Especificar el valor de aprieto en el plano de montaje o en las especificaciones de fabricación. • Cuando se puede presentar fatiga, emplear tornillos realizados con rosca laminada con preferencia a los fabricados con rosca cortada. 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 9 Diseño Gráfico Diseño estructural FORMA DE TRABAJO TRACCION CORTADURA MAGNITUD ESFUERZO GRANDE PEQUEÑO CABEZA CON PRISMA CABEZA PARA DESTORNILLADORCABEZA ESCONDIDA CABEZA SALIENTE CABEZA SALIENTE CABEZA SALIENTE Tornillos y Pernos. Selección. 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 10 Diseño Gráfico Diseño estructural (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) (b) (n) (o) (p) Figura 89 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) (b) (n) (o) (p) Figura 89 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) (b) (n) (o) (p) Figura 89 Unión total de piezas sobre ejes y árboles.(rotación y desplazamiento axial) 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 11 Diseño Gráfico Diseño estructural (a) (b) (c) (d) (e) (f) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) (n) (o) (p) (q) (r) Figura 90 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) (n) (o) (p) (q) (r) Figura 90 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) (n) (o) (p) (q) (r) Figura 90 Unión total de piezas sobre ejes y árboles.(rotación libre e impedimento de traslación axial) 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 12 Diseño Gráfico Diseño estructural (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (i) (j) Figura 91 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (i) (j) Figura 91 Freno en traslación de tuercas móviles en rotación. 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 13 Diseño Gráfico Diseño estructural Figura 92 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) Figura 92 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) Figura 92 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) Freno en rotación de árboles móviles en traslación. 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 14 Diseño Gráfico Diseño estructural Freno en rotación de componentes con posición reglable en traslación. 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 15 Diseño Gráfico Diseño estructural Posicionado. Figura 94 • Coincidencia de un punto en un plano. • Coincidencia de dos o mas piezas a lo largo de una línea (eje en piezas cilíndricas ). • Coincidencia de una recta con posibilidad de desplazamiento de una de las piezas a lo largo de la otra (traslación de corredera). • Coincidencia a lo largo de una recta sin posibilidad de desplazamiento, (fijación de dos puntos comunes). Figura 95 Figura 96 Figura 97 Figura 94 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 16 Diseño Gráfico Diseño estructural Posicionado. • Posicionado de penetraciones (coincidencia de dos piezas a lo largo de un eje común o coaxialidad). • Posicionado de ejes en sentido longitudinal • Posicionado angular Figura 98 Figura 99 Figura 100 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 17 Diseño Gráfico Diseño estructural Figura101 (a) (b) (c) (d) (e) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (m) (n) (o) Figura101 (a) (b) (c) (d) (e) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (m) (n) (o) Figura101 (a) (b) (c) (d) (e) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (m) (n) (o) Posicionado. Ejemplos 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 18 Diseño Gráfico Diseño estructural Articulaciones. (Reglas de montaje) • El eje debe de permanecer fijo a una de las piezas tanto en rotación y translación, en general esta pieza debe de ser la de mayor masa. • La pieza móvil ha de poder girar u oscilar libremente alrededor del eje, quedando libre en rotación y fija en translación. • Si la rotación es rápida, entre el eje y la pieza móvil pueden disponerse cojinetes o rodamientos y sistemas de engrase. • De manera general el desmontaje debe de realizarse fácilmente y los frenos en rotación y translación deben de ser simples, accesibles y robustos. 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 19 Diseño Gráfico Diseño estructural Articulaciones. (Reglas de montaje) • En las articulaciones con eje montado sobre horquilla, este ha de quedar fijo a la horquilla, presentando la parte interior oscilante juego sobre él. • En el montaje en horquilla cuidar, al realizar el freno en translación mediante tuerca que no se produzca aprieto directo sobre la horquilla para que ésta no pueda cerrarse, como procedimientos hacer ejes escalonados o poner separadores. • El juego axial entre la parte fija y la móvil también ha de cuidadarse, valores del orden de 0,5 mm son adecuados. 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 20 Diseño Gráfico Diseño estructural Articulaciones. (Ejemplos de montaje) 6.2 Utilización en los diseños de los elementos de unión 6.2.2 Estudio de elementos de unión 21 Diseño Gráfico Diseño estructural 6. DISEÑO ESTRUCTURAL. 6.3 Diseño de uniones permanentes. 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada. 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas. Estudio de uniones de chapas y perfiles laminados. 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico. 6.3.4 Aplicaciones de remachado sobre estructuras aeronáuticas. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 1 Diseño Gráfico Diseño estructural Extracto Norma EN 22553:1994 Símbolos elementales 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada 2 Diseño Gráfico Diseño estructural Extracto Norma EN 22553:1994 Símbolos elementales 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada 3 Diseño Gráfico Diseño estructural Extracto Norma EN 22553:1994 Símbolos suplementarios 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada 4 Diseño Gráfico Diseño estructural Extracto Norma EN 22553:1994 Ejemplos de aplicación 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada 5 Diseño Gráfico Diseño estructural Extracto Norma EN 22553:1994 Ejemplos de aplicación 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada 6 Diseño Gráfico Diseño estructural Extracto Norma EN 22553:1994 Posición de los símbolos en los planos: método de representación 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada 7 Diseño Gráfico Diseño estructural Extracto Norma EN 22553:1994 Posición de los símbolos en los planos: unión en T con una soldadura en ángulo 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada 8 Diseño Gráfico Diseño estructural Extracto Norma EN 22553:1994 Posición de los símbolos en los planos: unión cruciforme con dos soldaduras en ángulo 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada 9Diseño Gráfico Diseño estructural 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada 10 Diseño Gráfico Diseño estructural 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada 11 Diseño Gráfico Diseño estructural 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada 12 Diseño Gráfico Diseño estructural 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada 13 Diseño Gráfico Diseño estructural 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada 14 Diseño Gráfico Diseño estructural 1 6. DISEÑO ESTRUCTURAL. 6.3 Diseño de uniones permanentes. 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada. 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas. Estudio de uniones de chapas y perfiles laminados. 6.3.4 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico. 6.3.5 Aplicaciones de remachado sobre estructuras aeronáuticas. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO Diseño Gráfico Diseño estructural 2 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas Diseño Gráfico Diseño estructural 3 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas Diseño Gráfico Diseño estructural 4 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas Diseño Gráfico Diseño estructural 5 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas Diseño Gráfico Diseño estructural 6 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas Diseño Gráfico Diseño estructural 7 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas Diseño Gráfico Diseño estructural 8 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas Diseño Gráfico Diseño estructural 9 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas Diseño Gráfico Diseño estructural 10 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas Diseño Gráfico Diseño estructural 11 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas Diseño Gráfico Diseño estructural 12 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas Diseño Gráfico Diseño estructural 13 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas Diseño Gráfico Diseño estructural 14 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas Diseño Gráfico Diseño estructural 6. DISEÑO ESTRUCTURAL. 6.3 Diseño de uniones permanentes. 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada. 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas. Estudio de uniones de chapas y perfiles laminados. 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico. 6.3.4 Aplicaciones de remachado sobre estructuras aeronáuticas. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 1 Diseño Gráfico Diseño estructural Elección de Remaches...........................................................................................................................4 Identificación de Remaches...................................................................................................................8 Instalación de Remaches.......................................................................................................................9 Remaches ciegos..................................................................................................................................12 Hi-Lock...................................................................................................................................................17 Lockbolt.................................................................................................................................................19 Jo-Bolts..................................................................................................................................................23 Hi-Shear.................................................................................................................................................24 Índice: 2 Diseño Gráfico Diseño estructural Elementos de unión para uniones permanentes, de bajo coste y capaces de poder ser colocados en procesos de montaje manuales, semi-automáticos y automáticos. La principal razón para su elección es su bajo coste de fabricación e instalación, en comparación con los elementos roscados. 3 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural El empleo principal es para absorber esfuerzos de cortadura. La elección debe de hacerse tomando la resistencia a cortadura del remache ligeramente inferior a la carga límite al aplastamiento de la chapa (bearing). El diámetro del remache puede estimarse en tres veces el espesor de la chapa. Por el tipo de cabeza el empleo mas frecuente es: • Cabeza avellanada: fijación de chapas sobre chapas o perfiles, en superficies exteriores por su baja resistencia aerodinámica. • Cabeza universal: Usado en fabricación y reparación de partes externas e internas. En caso necesario pueden sustituir a los de cabeza saliente (plana o redonda). Elección de remaches. 4 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Por el tipo de cabeza, continuación: • Cabeza plana: Se usan en estructuras interiores cuando se requiere el máximo de resistencia a la tracción y no hay espacio suficiente para la colocación de cabezas redondas. En partes exteriores es raramente utilizado. • Cabeza redonda: se usan en partes interiores, la cabeza esta dimensionada de forma que puede soportar esfuerzos a tracción Elección de remaches. 5 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Por el tipo de material: • Los remaches construidos en aluminio 1100, solo se utilizan en partes no estructurales realizadas en aleaciones de aluminio de bajas características mecánicas (1100, 3003, 5052). • Los de 2117, son los de uso mas amplio sobre aleaciones de aluminio por su resistencia a la corrosión y no ser necesario el tratamiento térmico. • Los de 2017 y 2024 se utilizan sobre estructuras en aleaciones de aluminio con requerimientos superiores a las anteriores, se suministran recocidos y mantenerse en frigoríficos. Los primeros deben de instalarse antes de una hora y los segundos entre 10 y veinte minutos después de su extracción del frigorífico Elección de remaches. 6 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Por el tipo de material, continuación: • Los de 5056 se utiliza sobre aleaciones de magnesio debido a su resistencia a la corrosión sobre ellas. • Los de acero solo se aplican sobre piezas de acero. • Los de acero inoxidable se utilizan sobre piezas del mismo material en zonas de cortafuegos, escapes y estructuras similares • Los de monel se utilizan para el remachado de partes realizadas en aleaciones de acero níquel. Elección de remaches. 7 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Identificación de remaches. 8 6.3 Diseño de unionespermanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural La secuencia de remachado es: (1), realización de un taladro de diámetro ligeramente superior al del remache a través de las dos piezas a unir, (2) introducción del remache, (3) deformación del extremo del remache. Para que el remachado sea posible, es necesario que exista acceso a las dos lados de la unión. No se deben utilizar medidas de diámetro distintas en la misma unión. Las cabezas se deben de colocar siempre del mismo lado y en la zona mas débil. No colocar las cabezas sobre radios. Instalación de remaches. 9 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Sobre elastómeros o plásticos colocar bandas de metal. Los elementos rigidizadores se colocarán opuestos a la cabeza. Evitar el remachado en cambios bruscos de sección de las piezas a unir. Número de remaches a utilizar El número de remaches o tornillos a utilizar debe de elegirse asumiendo que a cada lado de la unión deben de existir los suficientes para absorber una carga igual a la de la chapa, en una primera aproximación: Donde L = longitud de la chapa en la zona del empalme T = espesor de la chapa S = Resistencia a cortadura del remache o tornillo en deca newtons B = Resistencia al aplastamiento del material (bearing) en deca newtons 51,71 valor constante equivalente a la resistencia a la tracción de la chapa en deca newtons/mm2 De S o B se toma el valor mas pequeño de los dos. BoS LTremachesN 71,51º Instalación de remaches. 10 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Los distintos fabricantes de aviones, fruto de su experiencia introducen en los manuales de diseño recomendaciones para la elección de las distancias a los bordes y entre remaches, como aproximación pueden tomarse los siguientes Distancia a los bordes Entre 2 y 4 veces el diámetro del remache, lo mas aconsejable es 2,5 veces el diámetro Distancia entre remaches La distancia entre remaches en una fila no debe ser inferior a tres veces el diámetro y para evitar el abombamiento de las chapas entre diez y doce veces el diámetro. Instalación de remaches. 11 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Cuando el acceso a los dos lados de la unión no es posible la utilización de remaches convencionales En esas situaciones se utilizan los llamados remaches ciegos, denominados así por que la cabeza a formar no es visible desde el lado de la instalación. Remaches ciegos. 12 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Remaches ciegos. Cherrylock 13 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Remaches ciegos. Cherrymax 14 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Remaches ciegos. Huck 15 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Remaches ciegos. Huck MS 16 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Elementos de unión roscados para esfuerzos de cortadura y tracción utilizados en uniones permanentes de piezas con acceso desde los dos lados (utilización principal en la industria aeroespacial) Los vástagos, se fabrican con cabezas avellanadas y cilíndricas y como materiales se emplean: aluminio, acero aleado, acero inoxidable (A286), titanio, H11 e Inco-718. Las tuercas se fabrican en aluminio, acero inoxidable y titanio. Principales características: Resistencia a la fatiga (consecuencia del control de par) Posibilidad de automatizar la instalación Peso reducido en comparación con otros sistemas. Mucha variedad de materiales. No puede excederse el par de aprieto. No requiere inspecciones de control de par. Hi-Lock 17 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Hi-Lock 18 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Elementos para uniones permanentes de mejores características que los remaches, pueden trabajar a cortadura y a tracción. En el montaje es necesario tener acceso desde los dos lados de las piezas. En la industria aeroespacial se encuentran en cuadernas de fuselaje y larguerillos, costillas de ala y estabilizadores, largueros de ala y larguerillos y en todos aquellos casos que se pretenda evitar el aflojado. Lockbolts 19 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Lockbolts 20 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Lockbolts 21 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Los diseñados para trabajar a cortadura se diferencian de los de tracción (éstos trabajando a cortadura se comportan como aquellos) en que la altura de las cabezas son mas pequeñas y el número de ranuras mas reducido, por lo que resultan de menos peso. Se montan con interferencia para los primeros y con juego para los segundos. Como materiales de construcción se utilizan para los vástagos: acero aleado 8740, acero inoxidable A-286, Aluminio 7075 y titanio 6AL-4V Para los collares: acero inoxidable A- 286, monel, aleación de aluminio 2024-H13, y acero. Características mas importantes: • fabricación bajo normas NAS y otras • resistencia a las vibraciones, hermeticidad, instalación rápida • ruido reducido en el proceso de instalación • facilidad de inspección a simple vista • posibilidad de instalación en planos inclinados hasta 5º. Lockbolts 22 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Los elementos de fijación Jo-bolt, son elementos estructurales de alta resistencia utilizados cuando el remachado es difícil y solo existe acceso desde un lado. Los Jo- bolt consisten en tres piezas, una tuerca de aleación de aluminio o acero, un tornillo de acero y un casquillo de acero resistente a la corrosión. El tornillo es de rosca a izquierdas y se utiliza para tirar del casquillo y deformarlo para retener la tuerca, se rompe al terminar el proceso Se fabrican con tipos de cabeza similares a otros elementos. Jo-bolts 23 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Los elementos Hi-shear se emplean en la industria aeroespacial para uniones permanentes para obtener reducción de peso y rapidez de instalación, están formados por un vástago construido en acero y provisto de cabeza, junto a un collar que realiza el cierre; para su montaje se requiere tener acceso desde los dos lados y es necesario emplear herramientas especiales. Los vástagos se fabrican con cabezas planas o avellanadas y en distintos tipos de materiales bajo normas NAS. Loscollares se fabrican en plomo o en aleación de aluminio 2117T4. La aplicación de los remaches Hi-shear debe de limitarse a los casos de esfuerzos de cortadura. Los taladros deben de realizarse para que exista interferencia. Hi-Shear 24 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural Hi-Shear 25 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico Diseño Gráfico Diseño estructural 6. DISEÑO ESTRUCTURAL. 6.3 Diseño de uniones permanentes. 6.3.1 Soldadura, tipos y simbología empleada. 6.3.2 Reglas para el diseño de uniones soldadas. Estudio de uniones de chapas y perfiles laminados. 6.3.3 Remachado. Estudio de uniones de chapas y perfiles de uso aeronáutico. 6.3.4 Aplicaciones de remachado sobre estructuras aeronáuticas. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 1 Diseño Gráfico Diseño estructural Representación de las uniones en los dibujos NAS 523.................................................................3 Representación de las uniones en los dibujos EN 2544..................................................................6 Índice: 2 Diseño Gráfico Diseño estructural Representación de las uniones en los dibujos NAS 523. 3 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Aplicaciones de remachado sobre estructuras aeronáuticas Diseño Gráfico Diseño estructural Cabeza preformada situada en el lado mas alejado al observador Cabeza preformada situada indistintamente. Ambas chapas están avellanadas Cabeza preformada situada en el lado mas próximo al observador Cabeza preformada situada en el lado mas próximo al observador Representación de las uniones en los dibujos NAS 523. 4 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Aplicaciones de remachado sobre estructuras aeronáuticas Diseño Gráfico Diseño estructural Representación de las uniones en los dibujos NAS 523. Cabeza preformada situada indistintamente. Las dos chapas superiores embutidas, la chapa inferior avellanada Cabeza preformada situada en el lado mas próximo al observador. Las dos chapas inferiores embutidas Cabeza preformada situada en el lado mas próximo al observador. Las dos chapas inferiores embutidas 5 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Aplicaciones de remachado sobre estructuras aeronáuticas Diseño Gráfico Diseño estructural Representación de las uniones en los dibujos NAS 523. 6 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Aplicaciones de remachado sobre estructuras aeronáuticas Diseño Gráfico Diseño estructural 7 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Aplicaciones de remachado sobre estructuras aeronáuticas Diseño Gráfico Diseño estructural Remache para composite 32 ó R32 = Referencia numérica del remache en la lista de piezas ó en la tabla. 35 = Referencia numérica del manguito en la lista de la tabla 23 ó R23 1.R32 ó 35 35 Remache macizo 23 ó R23 = Remache identificado como 23 en la lista de piezas N Cabeza preconformada; en el lado dibujado F Cabeza preconformada, en el lado opuesto Avellanado a 100º, lado dibujado 8 2 Avellanado a 82º, lado opuesto Embutido a 100º, lado dibujado Representación de las uniones en los dibujos EN 2544. 8 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Aplicaciones de remachado sobre estructuras aeronáuticas Diseño Gráfico Diseño estructural 82 2 Embutido a 82º, dos chapas, lado opuesto 1ª chapa embutida a 100º, lado dibujado 2º chapa avellanado a 100º, lado dibujado 82 1ª chapa embutida a 82º, lado dibujado 2ª chapa avellanada a 82º, lado dibujado Representación de las uniones en los dibujos EN 2544. 9 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Aplicaciones de remachado sobre estructuras aeronáuticas Diseño Gráfico Diseño estructural Alineación según dirección de la fila de remaches Alineación según dirección de los ejes del dibujo Representación de las uniones en los dibujos. 10 6.3 Diseño de uniones permanentes 6.3.3 Aplicaciones de remachado sobre estructuras aeronáuticas Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 7. ESTUDIO DE SUPERFICIES AERONÁUTICAS. 7.1 Conceptos generales de líneas. 7.1.1 Generación. 7.2 Conceptos generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. 7.3 Superficies radiadas adaptadoras. 7.4 Superficies regladas alabeadas. 7.5 Intersección de superficies. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Generación ....................................................................................................... 3Generación ....................................................................................................... 3 Clasificación........................................................................................................ 4Clasificación........................................................................................................ 4 Conceptos generales de curvas.....................................................................6Conceptos generales de curvas.....................................................................6 Conceptos específicos de curvas........................................................... 8Conceptos específicos de curvas........................................................... 8 Puntos singulares en las líneas curvas………............................................12Puntos singulares en las líneas curvas………............................................12 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Índice: Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Lugar geométrico de las posiciones de un punto en movimiento. Página 3 Línea como lugar geométrico: GENERACIÓN 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas GENERACIÓN • Dirección del movimiento del punto generador Página 4 CONSTANTE: VARIABLE: Recta Curva 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas GENERACIÓN • Movimiento del PUNTO GENERADOR Página 5 1. Ley de generación. Ej. Hélice 3. Intersección de posiciones de una línea en movimiento. Ej. Envolvente 2. Perteneciente a figura en movimiento. Ej. Curvas cíclicas 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Hélice Página 6 Paso constante: A cada giro de igual valor (ángulo) le corresponde el mismo desplazamiento sobre la superficie del cilindro, denominado núcleo de la hélice 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas CLASIFICACIÓN • Gráficas y Geométricas Página 7 Las curvas gráficas no están sometidas a una ley determinada • Planas y alabeadas En las curvas alabeadas, o de doble curvatura, cuatro puntos, infinitamente próximos, no están en el mismo plano. 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas CONCEPTOS GENERALES DE CURVAS • Elemento rectilíneo. • Orden de los contactos de dos líneas. A B C c Página 8 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas CONCEPTOS GENERALES DE CURVAS • Secante. • Tangente. • Normal. A B C n t s c Página 9 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas CONCEPTOS GENERALES DE CURVAS • Angulo de contingencia o flexión Es el formado por dos elementos rectilíneos consecutivos. O A B C c n1 n2 M N ξ ξ Página 10 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudiode Superficies Aeronáuticas Angulo de contingencia Continuas Discontinuas O A B C c n1 n2 M N ξ ξ Página 11 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas CONCEPTOS GENERALES DE CURVAS • Curvatura Página 12 La curvatura varía de un punto a otro, en razón inversa a su radio Mide lo que se desvía el punto generador de la curva, en cada instante, de la trayectoria rectilínea 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Curvatura: Centro y radio de curvatura CONCEPTOS GENERALES DE CURVAS Página 13 Curvatura = Angulo/Arco = 1/Radio La curvatura se expresa como el ángulo de contingencia por unidad de longitud del arco de curva. A B ξ ta tb c 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Curvas osculatrices CONCEPTOS GENERALES DE CURVAS Página 14 Cuando el contacto de curvas es de segundo orden, recibe el nombre de osculación, y las curvas, osculatrices. Circulo osculador A B C O n1 n2 M N ξ ξ c ρ 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Circulo osculador CONCEPTOS GENERALES DE CURVAS Página 15 Cuando el contacto de curvas es de segundo orden, recibe el nombre de osculación, y las curvas, osculatrices. El círculo que pasa por un punto, el anterior y el siguiente (tres puntos consecutivos) de una curva es el círculo osculador en dicho punto. 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas CONCEPTOS ESPECIFICOS DE CURVAS ALABEADAS • Plano osculador Página 16 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Normal principal y binormal CONCEPTOS ESPECIFICOS DE CURVAS ALABEADAS Página 17 ba 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Planos Normal y Tangente principal Página 18 pl. tang.principal plano osculador A ba ta c ω CONCEPTOS ESPECIFICOS DE CURVAS ALABEADAS 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Torsión Página 19 La torsión o alabeo, está indicada en cada punto por el ángulo que forman dos planos osculadores consecutivos CONCEPTOS ESPECIFICOS DE CURVAS ALABEADAS 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas PUNTOS SINGULARES EN LAS LÍNEAS CURVAS • Puntos de inflexión Página 20 c 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Puntos de inflexión PUNTOS SINGULARES EN LAS LÍNEAS CURVAS Página 21 cφ 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Puntos múltiples PUNTOS SINGULARES EN LAS LÍNEAS CURVAS Página 22 A A c c t1 t2 ta 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Puntos múltiples PUNTOS SINGULARES EN LAS LÍNEAS CURVAS A Bc Página 23 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas – Puntos de retroceso PUNTOS SINGULARES EN LAS LÍNEAS CURVAS Página 24 A A t t 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Puntos de retroceso Página 25 A B c ta PUNTOS SINGULARES EN LAS LÍNEAS CURVAS 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Puntos angulosos Página 26 A A ta ta tb tb A ta tb PUNTOS SINGULARES EN LAS LÍNEAS CURVAS 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Puntos impropios PUNTOS SINGULARES EN LAS LÍNEAS CURVAS Página 27 c c c c a a 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Puntos asintóticos Página 28 c c c a a1 a2 PUNTOS SINGULARES EN LAS LÍNEAS CURVAS 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas DENOMINACIÓN DE LAS LÍNEAS SEGÚN EL MÉTODO DE GENERACIÓN • Envolvente Página 29 Lugar geométrico de los puntos de intersección de dos posiciones infinitamente próximas, de una línea móvil. • Involuta La línea móvil puede cambiar su forma 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Envolvente e involuta Página 30 A na ta Involuta Envolvente DENOMINACIÓN DE LAS LÍNEAS SEGÚN EL MÉTODO DE GENERACIÓN 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Envolvente e involuta Página 31 Envolvente c1 c2 c3 Involuta DENOMINACIÓN DE LAS LÍNEAS SEGÚN EL MÉTODO DE GENERACIÓN 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Envolvente e involuta Página 32 i2 i1 i3 i4 i5 i7 i6 Envolvente DENOMINACIÓN DE LAS LÍNEAS SEGÚN EL MÉTODO DE GENERACIÓN 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Evoluta Página 33 Es la envolvente de las normales a una curva (Evolvente) • Evolvente Las líneas paralelas comparten la misma evoluta Lugar geométrico de los centros de curvatura de la evolvente DENOMINACIÓN DE LAS LÍNEAS SEGÚN EL MÉTODO DE GENERACIÓN 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Evolvente y evoluta Página 34 tc n1n2 n3 ac C ta A e Evolvente Evoluta DENOMINACIÓN DE LAS LÍNEAS SEGÚN EL MÉTODO DE GENERACIÓN 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Líneas alabeadas Página 35 I1 g1 g2 O1 O2 A1 A2 A3 A4 M1 M2 M3 a e ω1 ω2 DENOMINACIÓN DE LAS LÍNEAS SEGÚN EL MÉTODO DE GENERACIÓN 7.1 Conceptos Generales de Líneas. 7.1.1 Generación Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 7. ESTUDIO DE SUPERFICIES AERONÁUTICAS. 7.1 Conceptos generales de líneas. 7.1.1 Generación. 7.2 Conceptos generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. 7.3 Superficies radiadas adaptadoras. 7.4 Superficies regladas alabeadas. 7.5 Intersección de superficies. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Generación de la superficie • Representación • Determinación de puntos • Determinación de rectas • Determinación de planos notables • Intersección de superficies • Aplicaciones Página 2 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Índice: Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas CLASIFICACIÓN DE LAS SUPERFICIES • Regladas Página 3 • No regladas o alabeadas Desarrollables: simple curvatura Alabeadas: doble curvatura 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • GENERACIÓN • TANGENTES, PLANO TANGENTE Y RECTA NORMAL • REPRESENTACIÓN DE SUPERFÍCIES, CONTORNO APARENTE • ESTUDIO DE SUPERFICIES • CLASIFICACIÓN DE LAS SUPERFÍCIES Página 4 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas GENERACIÓN • Lugar geométrico de puntos que satisfagan una determinada condición Página 5 Lugar geométrico de las posiciones de una línea móvil ( generatriz) Envolvente de las distintas posiciones de una superficie generatriz, que se mueve 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 6 d V g GENERACIÓN Radiación 7.2 Conceptos Generalesde Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 7 r1 r2 V GENERACIÓN Desplazamiento de una curva 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 8 L. directriz GENERACIÓN Desplazamiento de una línea generatriz sobre otra generatriz 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 9 c GENERACIÓN Envolvente: Desplazamiento de un volumen a lo largo de una línea 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas GENERACIÓN Envolvente con modificación del tamaño del volumen generador Página 10 V 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas TANGENTES, PLANO TANGENTE Y RECTA NORMAL Página 11 A B C a b na ta tb α 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 12 A B S c V Lín. cont. apar. en el espacio REPRESENTACIÓN DE SUPERFICIES, CONTORNO APARENTE 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 13 A B C Ap Bp Cp D Dp c cp Lín. cont. Apar. en el espacio Lín. cont. apar. en proyección REPRESENTACIÓN DE SUPERFICIES, CONTORNO APARENTE 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 14 V A B C D E G I S c Gp≡Ip Ap Bp Cp Dp Ep Sp Pp Lín. cont. apar. en proyección Lín. cont. apar. en el espacio REPRESENTACIÓN DE SUPERFICIES, CONTORNO APARENTE 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 15 A B C D E F M N Ap Bp Cp Dp Ep Fp Mp Np Plano límite Línea proyectante límite REPRESENTACIÓN DE SUPERFICIES, CONTORNO APARENTE 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 16 a M c B A t t´ ap Ap ≡ Bp tp ≡ t´p Mp c p Pp REPRESENTACIÓN DE SUPERFICIES, CONTORNO APARENTE 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Cuando una curva trazada sobre una superficie, corta a su línea de contorno aparente en el espacio, la proyección de aquella curva es tangente a la línea de contorno aparente de esa proyección Página 17 REPRESENTACIÓN DE SUPERFICIES, CONTORNO APARENTE 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas a M c B A t t´ ap Ap ≡ Bp tp ≡ t´p Mp c p Pp Página 18 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Si dos superficies son tangentes en todos los puntos de la curva, los contornos aparentes en proyección y la proyección homónima de la curva de tangencia, son tangentes en un mismo punto Página 19 REPRESENTACIÓN DE SUPERFICIES, CONTORNO APARENTE 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas A B C M Mp Ap≡Bp≡Cp t t´ t´´ tp≡t´p≡t´´p a c d ap cp dp S1 S2 Pp Página 20 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 21 O´´ O´c´2 c´1 c´´2 c´´1 REPRESENTACIÓN DE SUPERFICIES, CONTORNO APARENTE 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas REPRESENTACIÓN DE SUPERFICIES, CONTORNO APARENTE Página 22 A B C D E F A´ B´ C´ D´ E´ F´ A´ ≡ ´B´´ C´´≡ D´´ E´´ ≡ F´´ 7.2 Conceptos Generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 7. ESTUDIO DE SUPERFICIES AERONÁUTICAS. 7.1 Conceptos generales de líneas. 7.1.1 Generación. 7.2 Conceptos generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. 7.3 Superficies radiadas adaptadoras. 7.4 Superficies regladas alabeadas. 7.5 Intersección de superficies. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Introducción • Planos tangentes a dos curvas planas – Planos concurrentes – Planos paralelos • Adaptadores poliédricos • Adaptadores mixtos 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. Página 2 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Plano tangente a dos curvas planas i t β t β I c1 c2 Tβ Página 3 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Plano tangente a dos curvas contenidas en planos paralelos i∞ t β T β d=I∞ c1 c2 Tβ Página 4 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Convoluta de plano tangente • Superficie envolvente de las posiciones de un plano tangente a dos curvas Página 5 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. i∞ t β T β d=I∞ c1 c2 Tβ Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Adaptadores poliédricos Página 6 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Aristas paralelas Aristas paralelas Página 7 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. • Adaptadores poliédricos Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Aristas no paralelas Página 8 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. • Adaptadores poliédricos • Aristas no paralelas Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 9 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. Aristas no paralelas • Adaptadores poliédricos • Aristas no paralelas Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 10 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. • Adaptadores poliédricos • Múltiples soluciones Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Aristas paralelas Aristas no paralelas Cierre de la superficie Página 11 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. • Adaptadores poliédricos • Solución Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 12 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. • Adaptadores poliédricos • Solución Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Unión entre recta y curva i t β β I c1 c2 Tβ t Página 13 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas T1 r’ r’’ c’ c’’ d Página 14 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. • Unión entre recta y curva Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Página 15 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. • Unión entre recta y curva Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Ejemplo T1 T2 Página 16 7.3 Superficies Radiadas Adaptadoras. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 7. ESTUDIO DE SUPERFICIES AERONÁUTICAS. 7.1 Conceptos generales de líneas. 7.1.1 Generación. 7.2 Conceptos generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. 7.3 Superficies radiadas adaptadoras. 7.4 Superficies regladas alabeadas. 7.5 Intersección de superficies. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Introducción • ¿Cómo podemos unir dos líneas que se cruzan por medio de una superficie suave y continua? 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 2 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Superficie que contenga a dos líneas que se cruzan 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 3 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página4 Superficie que contenga a dos líneas que se cruzan Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 5 Superficie que contenga a dos líneas que se cruzan Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 6 Superficie que contenga a dos líneas que se cruzan Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas SUPERFICIES ALABEADAS • No se pueden desarrollar, en contraste con las de simple curvatura • Son las generadas por el movimiento de una línea recta, de tal modo que dos posiciones consecutivas sean líneas que se crucen. 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 7 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas SUPERFICIES ALABEADAS b’ a’ a b g c P tp B A tA tB π αβ I 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 8 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas RECTAS: GRADOS DE LIBERTAD P (x, y, z) Q (x, y, z) Xp, Yp, Zp Xq, Yq, Zq ¿ Seis parámetros ? r 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 9 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas RECTAS: GRADOS DE LIBERTAD Una recta queda determinada por cuatro datos simples Si se determinan tres de ellos, queda un grado de libertad. El lugar geométrico de sus posiciones es una superficie reglada 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 10 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Restricciones • Línea directriz (pertenencia) • Plano director (paralelismo) • Cono director (angularidad) • Núcleo director (Incidencia: tangencias) 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 11 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Metodología de análisis • Descomposición del problema dado en problemas más elementales • Generalización del resultado • Búsqueda de elementos notables 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 12 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Descomposición del problema dado en problemas más elementales r s t P r s t P Descomposición Resolución Generalización 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 13 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Problemas fundamentales • Lugar geométrico de rectas que pasan por un punto y contienen a una recta dada • Lugar geométrico de rectas que pasan por un punto y contienen a una curva dada • Intersección de dos planos • Intersección de plano y superficie radiada • Intersección de dos superficies radiadas 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 14 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Rectas que pasan por un punto y contienen a una recta dada P 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 15 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas P 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 16 Rectas que pasan por un punto y contienen a una recta dada Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas P r r1 P1 I I1 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 17 Rectas que pasan por un punto y contienen a una recta dada Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas P c 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 18 Rectas que pasan por un punto y contienen a una curva dada Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas P c Rectas que pasan por un punto y contienen a una curva dada 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 19 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Rectas que pasan por un punto y contienen a una curva dada P c 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 20 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas P Recta que pasa por un punto y corta a otras dos dadas 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 21 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas P Recta que pasa por un punto y corta a otras dos dadas 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 22 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas P r s Recta que pasa por un punto y corta a otras dos dadas 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 23 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Intersección de plano y superficie radiada El plano contiene al vértice de la superficie radiada V . 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 24 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas CLASIFICACIÓN Tres líneas directrices Dos líneas directrices y cono director Dos líneas directrices y plano director 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 25 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Tres líneas directrices • Tres rectas: Hiperboloide hiperbólico • Dos rectas y una curva • Una recta y dos curvas: Superficie cónica alabeada: Cuerno de vaca. • Tres líneas curvas 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 26 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Dos líneas directrices y plano director. • Dos rectas: Paraboloide hiperbólico • Una recta y una curva: Conoides y helicoides rectos • Dos curvas: Cilindroides 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 27 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas • Dos líneas directrices y cono director • Dos rectas: Hiperboloide concoideo • Una recta y una curva: Helicoides oblicuos • Dos curvas: Helicoides oblicuos 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 28 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Hiperboloide hiperbólico r’’ r’ s’’ s’ t’ t’’ 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 29 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Paraboloide hiperbólico 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 30 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Paraboloide hiperbólico h(0) P(0) Q(10) 123456789 9 8 7 6 5 4 3 2 1 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 31 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Cuerno de vaca c2’ c1’’c2’’ c1’ c1’’’c2’’’ r’’’ r’ r’’ 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 32 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Cuerno de vaca c1 c2 r 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 33 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Conoide • Superficie alabeada de plano director, cuya línea recta generatriz se mueve en contacto permanente con una directriz recta y otra curva. • Si la línea recta directriz es perpendicular al plano director será un conoide recto, de otra manera será un conoide oblicuo. 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 34 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Conoide recto r c 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 35 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Conoide recto c’ c’’ c’’’ r’’ r’’’ r’ r 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 36 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Conoide oblicuo 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 37 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Conoide oblicuo 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 38 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Cilindroide • Superficie alabeada de plano director, cuya línea recta generatriz se mueve en contacto permanente con dos directrices curvas. • Las directrices curvas pueden ser planas o alabeadas (simple o doble curvatura), aunque en la práctica suelen ser círculos o elipses, colocadas en planos no paralelos 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 39 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Helicoide • La forma general del helicoide, es la de una superficie alabeada cuya línea recta generatriz se mueve de tal modo que está siempre en contacto con dos hélices concéntricas, que sirven de directrices, formando un ángulo constante con sus ejes. 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 40 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Hélice. 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 41 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Hélice. 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 42 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Helicoide axial recto. 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 43Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Helicoide axial de cono director. 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 44 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Helicoide recto ω1-ω1’ P B1A1 B2 A2 φ1 T1 T2 C2D2 A2 A2 D1 C1 φ2 ω2 ω2’ e2 e1 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 45 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Helicoides 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 46 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Hiperboloide bFfF dF dFR mF mFR sFpFrF cF cF R aF eF T F cT cTR fT pT mT eT dT aTbTrT sTmTR dTR Ej e Eje Círculo de garganta bF dF 1 2́´ xF 1 2 3 4 5 6 P cF aF F T cT xT dT aTbT xT´ 6´ 5´ 4´ 3´ 2´ 1´ 6 5432 1 Elemento de segunda generación Hipérbolas (a) (b) 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 47 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Hiperboloide cF xF bF yF dF aF cT yT dT bTxT aT F T 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 48 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Resumen • Ordinaria – Directrices curvas alabeadas – Superficies directoras • De plano director • De cono director 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 49 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Líneas directrices b’ a’ a b g c P tp B A tA tB π αβ I 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 50 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Superficies directoras g g´ I I´ ω ω´ A B σ σ´ P φ ∑ Ω 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 51 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Plano director (b) Conoide M´ N´ N M n m a b (a) Cilindroide M N M´ N´m n a b 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 52 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Cono director M m n N P σ φ 7.4 Superficies Regladas Alabeadas. Página 53 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid DISEÑO GRÁFICO 7. ESTUDIO DE SUPERFICIES AERONÁUTICAS. 7.1 Conceptos generales de líneas. 7.1.1 Generación. 7.2 Conceptos generales de Superficies. 7.2.1 Generación y Clasificación. 7.3 Superficies radiadas adaptadoras. 7.4 Superficies regladas alabeadas. 7.5 Intersección de superficies. Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Introducción • La línea intersección de dos superficies es el lugar geométrico de los puntos que pertenecen a ambas figuras geométricas 7.5 Intersección de Superficies. Página 2 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Intersección de dos superficies 7.5 Intersección de Superficies. Página 3 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Intersección de dos superficies • Determinación de los elementos notables de la curva intersección • Determinación de un conjunto de puntos de la intersección, por repetición de un método de incidencias. • En general se incorporan nuevas superficies auxiliares 7.5 Intersección de Superficies. Página 4 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Superficies auxiliares 7.5 Intersección de Superficies. Página 5 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Problemas fundamentales • Intersección de recta y plano • Intersección de dos planos • Intersección de recta y superficie radiada 7.5 Intersección de Superficies. Página 6 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Secciones : líneas rectas • Dos planos • Superficie radiada con plano que contiene a su vértice • Cilindros coaxiales • Superficie reglada alabeada por un plano paralelo a su plano director 7.5 Intersección de Superficies. Página 7 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Secciones : circunferencias • Dos esferas • Esfera con plano • Esfera con superficie de revolución si su centro esta sobre el eje • Superficies de revolución coaxiales • Superficies de revolución con plano ortogonal a su eje 7.5 Intersección de Superficies. Página 8 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Intersección de recta y plano 7.5 Intersección de Superficies. Página 9 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas r’ s’ a’ r’’ s’’ a’’ i’ I’’ I’ R’’ R’ S’’ S’ 7.5 Intersección de Superficies. Página 10 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Superficie reglada alabeada por un plano paralelo a su plano director 7.5 Intersección de Superficies. Página 11 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Paraboloide hiperbólico por plano 7.5 Intersección de Superficies. Página 12 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Superficies de revolución coaxiales 7.5 Intersección de Superficies. Página 13 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Superficies de revolución coaxiales Circunferencias 7.5 Intersección de Superficies. Página 14 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Secciones planas en conos de revolución F2 F1 A1 A2 c1 c2 ξ1 ξ2 V d1 d2 π π1 π2 7.5 Intersección de Superficies. Página 15 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Secciones en los conos: clasificación α β α<β π e ELIPSE α β α=β π e PARABOLA α β α>β π e HIPERBOLA 7.5 Intersección de Superficies. Página 16 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Tuerca hexagonal 7.5 Intersección de Superficies. Página 17 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Intersección de superficies radiadas 7.5 Intersección de Superficies. Página 18 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Cilindros de ejes concurrentes z i 7.5 Intersección de Superficies. Página 19 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Tangente en un punto P 7.5 Intersección de Superficies. Página 20 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Cilindros de igual radio 7.5 Intersección de Superficies. Página 21 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas 7.5 Intersección de Superficies. Página 22 Cilindros de igual radio Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Tubería en T Tubería en cruz Derivación en un tubo (chapa) 7.5 Intersección de Superficies. Página 23 Cilindros de igual radio Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Salida de distribución en una tubería de presión con collar de refuerzo 7.5 Intersección de Superficies. Página 24 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Pieza de fundición ε' Φ¨1' c' 1‘4' 2‘3' t' I” 1” 2” 4” 3” C” 3''‘4''' I''' ε''' t''' 1'''2''' c''' Φ2''' 7.5 Intersección de Superficies. Página 25 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Pieza de fundición 7.5 Intersección de Superficies. Página 26 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Pieza de fundición 7.5 Intersección de Superficies. Página 27 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Pieza de fundición 7.5 Intersección de Superficies. Página 28 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Entronque de un ramal. (Tubería de hormigón armado) ε'' Φ2 Φ1'' 3''1"2" 5"6" c" D" 4" 4"¯7"8" 7"8"¯¯ δ" k" 1"̄3"¯ 3'¯ 1'¯ 8'¯ 2'¯ 1'¯ 7'¯ δ' D' ε''' 7''' 4''' 8''' 1'''̄ D''' c''' 6''' 2''' 3''' 1''' 5''' 7.5 Intersección de Superficies. Página 29 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Cuchilla de acero λ β ε 7.5 Intersección de Superficies. Página 30 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Codos cónicos 7.5 Intersección de Superficies. Página 31 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Codos cónicos 7.5 Intersección de Superficies. Página 32 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Derivaciones múltiples 7.5 Intersección de Superficies. Página 33 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Rotación de un punto ω ω’’ c’’ c e c’ P’ P’’ (P’) e’’ (P’)o (P’’) (P’’)o 7.5 Intersección de Superficies. Página 34 Diseño Gráfico Estudio de SuperficiesAeronáuticas Toro de revolución e’’ c’’ c’ e’ P’=Q’ π1 π2 P’’ Q’’ 7.5 Intersección de Superficies. Página 35 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Superficies de revolución de ejes paralelos 7.5 Intersección de Superficies. Página 36 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Teorema de las tres perpendiculares P1 P 7.5 Intersección de Superficies. Página 37 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Recta perpendicular a plano f’ f’’ h’’ h’ p’’ p’ 7.5 Intersección de Superficies. Página 38 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Tangente a la línea de intersección • La tangente en un punto ordinario de la intersección de dos superficies es la recta intersección de los planos tangentes a cada superficie en dicho punto • Es también la normal al plano definido por las dos normales a la superficies en dicho punto 7.5 Intersección de Superficies. Página 39 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Sujetador de un poste 7.5 Intersección de Superficies. Página 40 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Superficies de revolución de ejes paralelos (Sujetador de un poste) N2’’ N1’ P’ P’’oP’’ N1’’ N2’ 7.5 Intersección de Superficies. Página 41 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Esfera/Cilindro 7.5 Intersección de Superficies. Página 42 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Esfera/Cilindro 7.5 Intersección de Superficies. Página 43 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Cilindro/paraboloide Hiperbólico 7.5 Intersección de Superficies. Página 44 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Cilindro/paraboloide Hiperbólico 7.5 Intersección de Superficies. Página 45 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas Cilindro/paraboloide Hiperbólico 7.5 Intersección de Superficies. Página 46 Diseño Gráfico Estudio de Superficies Aeronáuticas P’ P’’ Q’’ Q’ Cilindro/paraboloide Hiperbólico 7.5 Intersección de Superficies. Página 47
