Conceptos Fundamentales en Diseño y Componentes Mecánicos
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Preguntas Frecuentes sobre Diseño y Componentes Mecánicos
Fase de Diseño y Materiales
¿Dentro de qué fase del diseño mecánico englobarías la solicitud: “Buenos días, queremos que nos diseñe la línea de montaje de motores del nuevo vehículo que vamos a sacar al mercado”?
Se englobaría en la fase de Reconocimiento de la Necesidad, porque no especifica nada, por lo que no es una definición detallada.
El fenómeno de los esfuerzos o tensiones residuales, ¿cómo se tienen en cuenta en el estudio a fatiga de la pieza?
Mediante el factor Kf (factor de concentración de tensiones por fatiga).
Si en un estado bidimensional de un elemento material, tenemos que las tensiones σx = 10 kPa, σy = 4 kPa y τxy = 4 kPa, ¿cuáles son las tensiones principales a las que está sometido ese elemento material?
Las tensiones principales son: σ1 = 12 kPa y σ2 = 2 kPa.
Para un acero colado, ¿qué valor debemos tomar para el límite de fatiga de la probeta de viga rotatoria, en función del límite de rotura o del de fluencia del material?
Se debe tomar 0.40 Sut (límite de resistencia a la tracción última).
Elementos de Máquina y Uniones
Si un tornillo de rosca Acme nos dicen que tiene 5 hilos por pulgada, y sabemos que una pulgada son aproximadamente 0.025 m, ¿qué profundidad de rosca tiene ese tornillo?
La profundidad de rosca es de 2.5 mm.
Si el diámetro de un eje continuo lo duplicamos, ¿qué ocurrirá con su velocidad crítica?
Su velocidad crítica se multiplica por dos.
En la unión atornillada de un recipiente a presión que pretendemos someter a 5 MPa de presión interna, vamos a utilizar pernos M10 de grado 5.8, los cuales tienen una resistencia de prueba de 380 MPa y queremos que sean reutilizables. ¿Qué precarga máxima podemos darle a los pernos?
La precarga máxima es de 0.75 * 380 MPa = 285 MPa.
A la vista de las rigideces de los pernos P y P', ¿cuál de ellos se comporta mejor frente a la misma empaquetadura?
El perno P.
Lubricación y Cojinetes
Un poise (unidad de viscosidad absoluta) es igual a:
0.1 N·s/m².
¿Cuál de las siguientes no es un tipo de lubricación?
Elastohidrostática.
Un cojinete cilíndrico es un cojinete:
Portante.
¿Cuál de las siguientes afirmaciones no es cierta?
Los cojinetes de rodadura tienen mayor vida útil que los de fricción. (Esta afirmación es la que no es cierta, ya que los cojinetes de fricción suelen tener mayor vida útil bajo condiciones adecuadas).
¿Qué cojinete de rodadura aguanta mejor las desalineaciones?
Los de bolas a rótula.
Mecánica de Materiales y Teorías de Falla
De estas gráficas tensión-deformación, ¿cuál corresponde al material más frágil?
La gráfica B, porque si es frágil no tiene deformación plástica significativa.
Para determinar el Kt (factor de concentración de tensiones teórico) de un eje sometido a flexión alternante y torsión continua, ¿qué gráfico utilizarías?
El gráfico 2.
¿Cuál de las siguientes teorías de falla es más conservadora?
La teoría de Tresca.
Tipos de Roscas y Tornillos de Fuerza
A continuación, se describen los tipos de roscas más comunes y sus aplicaciones:
Rosca Métrica
Es la más utilizada, tiene un ángulo de rosca de 60°, pudiendo ser las crestas de los hilos planas o redondas.
Rosca Cuadrada
Se usa exclusivamente en tornillos de fuerza o potencia.
Rosca Acme
Se utiliza para la transmisión de fuerza o potencia, en la transformación de un movimiento de giro en movimiento lineal. Su aplicación más común es en los husillos. Tiene un ángulo de 29°.
Rosca Whitworth
Muy utilizada en instalaciones hidráulicas, conducciones y fontanería. Tiene un ángulo de 55°.
Rosca Redonda
Tiene un ángulo entre flancos de 30°, y se suele utilizar cuando se prevén esfuerzos importantes y la presencia de golpes, ya que por su forma se reduce la acumulación de tensiones.
Roscas de Dientes de Sierra
Tienen un flanco asimétrico, y se utilizan cuando existe un esfuerzo axial importante, como por ejemplo en pinzas de tornos.
Tornillos de Fuerza
Se emplean para transformar giro o movimiento angular en movimiento lineal, así como para transmitir fuerza o potencia.