Cálculo de una conexión por perno con pretensión, cargada con fuerza axial, tangencial o ambas. El cálculo se realiza en unidades métricas o imperiales. Una vez determinada la norma ANSI, se realiza el cálculo en unidades imperiales, incluyendo también las cotas de perno correspondientes.
Parámetros de entrada
| Ψ |
Factor de apriete: con una conexión por perno pretensada, la distancia entre materiales (debida, por ejemplo, a la mala calidad de la superficie) no es deseable y este coeficiente de seguridad se introduce para evitarla. Factor de apriete k = 1 + Ψ (factor de apriete adicionalΨ = 0.5 - 1.5). El valor mínimo recomendado es 1,2. |
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F a |
fuerza axial de funcionamiento máxima |
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n |
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F t |
fuerza tangencial de funcionamiento máxima |
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f |
factor de fricción de juntas (entre los materiales conectados) |
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z |
número de pernos |
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d |
diámetro de rosca |
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p |
separación de rosca |
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d s |
diámetro medio de perno |
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d mín |
diámetro mínimo de perno |
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S y |
límite de elasticidad |
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k s |
coeficiente de seguridad (El valor se selecciona según el nivel de seguridad necesario de la junta.) |
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p A |
presión de rosca admitida (tuerca) |
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E 1 |
módulo de elasticidad del perno |
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f 1 |
coeficiente de fricción de rosca entre la tuerca y el perno |
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f 2 |
coeficiente de fricción en la superficie de contacto de la tuerca o del perno |
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L |
anchura del material conectado |
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E 2 |
módulo de elasticidad del material conectado |
Parámetros calculados
A partir de las siguientes fórmulas, el programa calcula las cotas geométricas del perno a partir del diámetro nominal del perno especificado:
Diámetro mínimo de la rosca de tuerca
D 1 = d - 1.082531 p
Diámetro de separación de la rosca
d 2 = d - 0.649519 p
Cálculo de conexión por perno:
Fuerza de trabajo en la junta: determinada por la fuerza axial, debe asegurar la transferencia de la fuerza tangencial por la fricción de los materiales conectados. También se ve influida por el apriete requerido que se expresa mediante el factor de apriete de juntas.
Fuerza de pretesión: se basa en la fuerza de trabajo de la junta, tiene en cuenta el límite de elasticidad de pernos y bridas utilizando las constantes de deformabilidad c n .
donde:
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c 1 = c 10 + (1 - n) c 20 |
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c 2 = n c 20 |
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para acero a = 10 |
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para hierro fundido a = 8 |
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para aluminio y sus aleaciones a = 6 |
Par de apriete requerido: determinado por la fuerza de pretensión e influido por el coeficiente de fricción en las roscas entre la tuerca y el perno, y por el coeficiente de fricción en la superficie de contacto de la tuerca o del perno.
Tensión de tracción calculada en el perno
Tensión de torsión calculada en el perno
Tensión reducida en el perno
Tensión causada por la fuerza de carga máxima en el perno
Presión calculada en la rosca
Comprobación del cálculo: tensión del perno durante el apriete de la junta y durante el funcionamiento (respetando el grado de seguridad de la junta especificado), y comprobación de la presión admitida en las roscas.
σ rojo ≤ S y / k s y σ máx ≤ S y / k s y p c ≤ p A