FACULT FACULTAD AD DE INGENIE I NGENIERIA RIA MECANICA - ENERGIA EN ERGIA ESCUELA PROFESIONAL DE ING.MECANICA
INFORME DE LAB. Nº 02 E NS AY O DERE S ORTE S ME CANI COS • • • •
PROFESOR: Ing. De la Cruz GRUPO HORARIO: 01L AUTOR: SAMANES CARDENAS JULIO CESAR CODIGO: 0!11F
CALLAO" A#RIL !01$
1) INTRODUCCION: L%& re&%r'e& &%n ele(en'%& (e)*n+)%& u&a,%& (u- re)uen'e(en'e" e&'% ,e/+,% a &u r%+e,a, ,e al(a)enar energa /a2% la a))+3n ,e )arga& e4'erna& - re&'+'u+r la '%'al+,a, % ar'e ,e e&'a )uan,% )e&a la )arga e4'erna" l% )ual 5a)e 6ue en)uen're una gran 7ar+e,a, ,e al+)a)+%ne&. E4+&'e una gran 7ar+e,a, ,e re&%r'e&" &+en,% el en&a-a,% en el la/%ra'%r+% el '+% 5el+)%+,al )+ln,r+)%" e&'%& &%n u&a,%& ara re&+&'+r la al+)a)+3n ,e uerza& ,e )%(re&+3n % al(a)enar energa en %r(a ,e e(u2e. T+enen (u)5a& %r(a& - &%n u&a,a& ara ,+&'+n'a& al+)a)+%ne&" )%(% en la +n,u&'r+a au'%(%'r+z" aer%e&a)+al" aara'%& ,%(8&'+)%&" e'). La %r(a (a& )%(9n en re&%r'e& ,e )%(re&+3n e& la )+ln,r+)a" er% 'a(/+8n &e a/r+)an %'ra& %r(a& )%(% l%& re&%r'e& )3n+)%& - el ,e la %r(a ,e /arr+l. La &e))+3n ,el ala(/re (a& )%(9n e& el ala(/re re,%n,% er% 'a(/+8n &e a/r+)a )%n &e))+3n )ua,ra,a - re)'angular. L%& re&%r'e& ,e )%(re&+3n ue,en &er ,e a&% un+%r(e % 7ar+a/le &eg9n la& ne)e&+,a,e& ,e la al+)a)+3n 6ue &e re6u+ere. A )%n'+nua)+3n ,are(%& (*& +n%r(a)+3n a)er)a ,e e&'e '+% ,e re&%r'e&.
2) OBJETIVO: -
E&'u,+ar el )%(%r'a(+en'% ,el re&%r'e en el en&a-% a )%(re&+3n.
-
E&'u,+ar l%& e&uerz%& 6ue &e re&en'an en l%& re&%r'e& a )%(re&+3n.
-
De'er(+nar la )%n&'an'e ,e r+g+,ez e4er+(en'al(en'e.
3) MARCO TEORICO:
RESORTES HELICOIDALES: Den'r% ,el gru% ,e l%& re&%r'e& 5el+)%+,ale& ,e &e))+3n )+ln,r+)a" 'ene(%&: -
RESORTE HELICOIDAL A COMPRESIÓN:
S%n u&a,%& ara re&+&'+r la al+)a)+3n ,e uerza& ,e )%(re&+3n % al(a)enar energa en %r(a ,e e(u2e" E&'e '+% ,e re&%r'e e& ,e u&% general" u'+l+z*n,%&e en 7*l7ula&" engra&a,%re&" a(%r'+gua,%re&" e'). E&'* %r(a,% %r un 5+l% ,e &e))+3n re,%n,a" )ua,ra,a" % )+ln,r+)a nue&'r% )a&%; arr%lla,% en %r(a ,e 58l+)e )+ln,r+)a ,ere)5a )%n a&% un+%r(e. Tra/a2a 'ra'an,% ,e e4'en,er&e en la ,+re))+3n ,e &u e2e" %%n+8n,%&e a una uerza e4'erna 6ue l% )%(r+(a.
En la +gura an'er+%r &e ue,e %/&er7ar el )%(%r'a(+en'% ,el re&%r'e &%(e'+,% a )%(re&+3n ,uran'e la real+za)+3n ,el en&a-% L%& re&%r'e& en&a-a,%& ue,en re&en'ar ,+eren'e& 'er(+na)+%ne&" la& )uale& &e ,e'allan en la &+gu+en'e +gura:
E!"#$ $%&"'$ (N A): E& el n9(er% ,e e&+ra& 6ue u&are(%& en l%& )*l)ul%&" ,een,+en,% &u 7al%r ,e la 'er(+na)+3n ,el re&%r'e" &+en,% ara nue&'r% )a&%: N A = N T − 2
*+"%, +, R,#&, (C): E& la rela)+3n ,el ,+*(e'r% (e,+% ,e la e&+ra D - el ,+*(e'r% ,el ala(/re ,. E& un ar*(e'r% e&'a/le)+,% %r l%& a/r+)an'e& ara e&'a/le)er )r+'er+%& ,e a/r+)a)+3n - )al)ular l%& e&uerz%& 6ue &e r%,u)en en la& e&+ra& ,el re&%r'e. D C = d
S+en,% el rang% reer+,% ,e a/r+)a)+3n: D%n,e: D: D+*(e'r% (e,+% ,e la e&+ra ,: D+*(e'r% ,el ala(/re
4 ≤ C ≥ 12
∝
A*/ +, P$ ( ): M+en'ra& (a-%r e& el *ngul% ,e a&%" la& e&+ra& are)en (*& +n)l+na,a&. La (a-%r ar'e ,e l%& ,+&e<%& r*)'+)%& ,e re&%r'e& '+ene un *ngul% ,e a&% (en%r a 1!=. S+ el *ngul% uera (a-%r a 1!" &e ,e&arr%llan en el ala(/re e&uerz%& ,e )%(re&+3n +n,e&ea/le&. ∝
=Tg
−1
(
P π×D
)
Para el )*l)ul% ,e la& ,e%r(a)+%ne& en e&'%& re&%r'e& &e 5ar* u&% ,e la &+gu+en'e e4re&+3n:
(
2
2
sen ∝ δ = P × R × S × + G × I E× I cos
∝
)
D%n,e: P: Carga Al+)a,a R: D>! S? 2 π × R × N a -
RESORTES HELICOIDALES A TRACCIÓN:
L%& re&%r'e& ,e 'ra))+3n 'ra/a2an ,e %r(a %ue&'a a l%& ,e )%(re&+3n" e& ,e)+r" 'ra/a2an e4'en,+en,% el re&%r'e al al+)ar la uerza en &u& e4're(%&. &e /%/+nan )%n la& e&+ra& )erra,a&" - %r l% general ,uran'e el r%)e&% ,e )%n%r(a,% &e le& +n,u)e una 'ra))+3n +n+)+al )%(% re&ul'a,% ,el ar '%r&+%nal genera,% &%/re el ala(/re@ a (e,+,a 6ue &e enr%lla. P%r ell%" en la (a-%ra ,e l%& )a&%& a e&'%& re&%r'e& &e le& ,e/e al+)ar una ,e'er(+na,a )arga ara 6ue la& e&+ra& )%(+en)en a &earar&e. Se u&an n%r(al(en'e ala(/re re,%n,%. Su& al+)a)+%ne& '+)a& &%n: (e)an+&(%& ,e ren%&" aara'%& ele)'r%,%(8&'+)%&" l+(+a,%re& ,e ara/r+&a&" e'). E&'%& re&%r'e& '+enen una 'er(+na)+3n en %r(a ,e gan)5% ara a7%re)er el engan)5e en el e6u+% ,e en&a-%.
Para el )*l)ul% ,e la& ,e%r(a)+%ne& en e&'%& re&%r'e& &e 5ar* u&% ,e la &+gu+en'e e4re&+3n: δ =
64 π × F × R
G ×d
4
3
) MATERIALES EUIPOS:
-
-
-
EUIPO: Ma6u+na
Un+7er&al ,e en&a-%&
D$&
T4%*"%:
M%,el%: T M*4+(a Pren&a Rel%2 ,e Carga
SM100 )aa)+,a, ,e )arga: 10 T%n H+,r*ul+)a: T SM100B D+g+'al
MATERIALES: ern+er
-
-
Re&%r'e&
5) PROCEDIMIENTO: -
T%(ar l%& ,a'%& ge%(8'r+)%& ,e l%& re&%r'e& a en&a-ar
-
Real+zar el (%n'a2e ,el ,+na(3(e'r% en la (a6u+na un+7er&al.
-
Para el en&a-% ,e re&%r'e a )%(re&+3n" )%l%)ar el re&%r'e en're l%& la'%& ,e la (a6u+na un+7er&al.
-
Ha)er )%+n)+,+r el re&%r'e )%n l%& la'%& l% (*& )er)a %&+/le &+n generar )arga %&+)+3n +n+)+al;" )en'rar el re&%r'e en l%& la'%&" )%l%)ar el ,+na(3(e'r% en 0.
-
Real+zar la '%(a ,e ,a'%& ,e )arga (e,+,%r ,e )arga ,+g+'al; - ,e%r(a)+3n 7ern+er;.
6) DATOS:
Se a&u(+3 6ue el (a'er+al en&a-a,% ue A)er% A$" ,el )ual &e e4'ra2er%n l%& &+gu+en'e& ,a'%& ,el l+/r% Me)*n+)a ,e Ma'er+ale& #eer J%5n&'%n: E? !00 GPA G? GPA ? 10 $ N>((!
7) ENSAO RESORTE NO 1
DATOS GEOMETRICOS DEL RESORTE
L ((; 1.$
DET ((; , ((; . 1K.$
• •
P ((; !.
Na
D( ((; K.$
CALCULOS REALIADOS
NDICE DEL RESORTE: C ? D(>, ? K.K ANGULO DE PASO: α? ar)'an >π D( ; ? .!0 τ
N
=
K P :! D + d ; π d
$
ESFUERO APROIMADO: K!K.$ 1K.$ ; 4 P ? 0.0!! P
τAr%4+(a,% ?
BN>((!;
π1K.$$
ESFUERO REAL: α<1!@ C< τ
=
:
C − 0.!I C − 1
+
0.D1I J PD ; $ π d
C
= 0.07569*P
DEFLEION TEORICA: α<1!@ C<
(
δ =
8 F D 4
3
N
d cosα
[
)
2
2 sen
( )( )
α
E
2
1+ d
2
2 D
1 +d 4 D
+
2
2
G
δ'e%r+)a? $.$0!P
RAON DEL RESORTE B;: α<1!@ C<
2
cos
α
]
BN>((!;
4
EGd cosα
K =
( 8 D N ) 3
[
2G
2
sen α / E
( ) ( ) 1 +d 4 D
2
2
+ E
1+ d 2 D
2
2
2
cos
α / G
]
B 'e%r+)%? $0!. N>((! ? 0.$0! N>((!
CUADRO DEL RESORTE N 0 1 FBN; !. $. K.K K. .! . .! . . .$
GRAFICA P 7&
∆L ((;
.$ 11.$ 1$.$ 1.$ 1.$ 1.$ 1.$ !0.$ !1.$ !!.$ !K.$
δ
δ
Te%r+)%
((; . 11. 1K.! 1. 1.1 1.! !0.K !!.1! !$.11 !.0 !.K1
)al)ul% ,e B real ;
τAr%4 BN>((!;
τreal BN>((!;
0.11 0.!!$ 0.!$ 0.! 0.$!$ 0.$K 0.$ 0.K1 0.K$ 0.K! 0.1
0.1 0.!! 0.$$$ 0.$$ 0.$$ 0.K$1 0.K 0.0 0.! 0. 0.!
De la gr*+)a: B e4er+(en'al ? 0.$ BN>((
RESORTE N O 2
DATOS GEOMETRICOS DEL RESORTE
L ((; 1K
DET ((; , ((; 0 1
• •
P ((; !
Na
D( ((;
CALCULOS REALIADOS
NDICE DEL RESORTE: C ? D(>, ? K.$ ANGULO DE PASO: α? ar)'an >π D( ; ? .!0 τ
N
=
K P :! D + d ; π d
$
ESFUERO APROIMADO: K ! 1; 4 P ? 0.0K P
τAr%4+(a,% ?
BN>((!;
π1$
ESFUERO REAL: α〈1!@ C〈 τ
=
:
C − 0.!I C − 1
+
0.D1I J PD ; $ π d
C
BN>((!;
= 0.0672*P
DEFLEION TEORICA: α<1!@ C<
(
δ =
3
8 F D N 4
d cosα
[
)
2
( )( )
2 sen α
1 +d 4 D
2
1+ d
2
2 D
+
E
2
2
2
cos α
G
]
δ'e%r+)a? !.1P
RAON DEL RESORTE B;: α<1!@ C< 4
EGd cosα
K =
( 8 D N ) 3
[
2 Gsen
2
α / E
( ) ( ) 1+ d 4 D
2
2
+ E
1+ d 2 D
2
2
2
cos
B 'e%r+)%? $K N>((! ? 0.$K N>((!
CUADRO DEL RESORTE N 0 !
α / G
]
FBN;
∆L ((;
!. $. .K . 10 10. 1!
Te%r+)%
((; .0K .$ 1.!1 1.! !$.$ !.1 !. $$.1
K. 10. 1! 1K. 1 1 !1.
δ
δ
GRAFICA P 7&
De la gra+)a: B e4er+(en'al ?0. BN>(( RESORTE N O 3
DATOS GEOMETRICOS DEL RESORTE
L ((; 11.
• •
τreal BN>((!;
0.1$ 0.11 0.! 0.$! 0.KK 0.K 0.K 0.
0.1 0.!$ 0.$! 0.K0K 0.1 0.! 0.0 0.0
)al)ul% ,e B real ;
DET ((; , ((; !. .$
τAr%4 BN>((!;
P ((; 1.1
N
CALCULOS REALIADOS
NDICE DEL RESORTE: C ? D(>, ? .$ ANGULO DE PASO: α? ar)'an >π D( ; ? .0!0
Na
D( ((; K.!
τ
π d
$
BN>((!;
ESFUERO REAL: α<1!@ C> τ =
J PD π d
$
BN>((!;
= 0.241*P δ teorico
K P :! D + d ;
ESFUERO APROIMADO: τAr%4+(a,% ? 0.! P
=
=
J FD $ N K
d G
DEFLEION TEORICA: δ
Te%r+)%
? 1.KP ((; K
K teorico
d G =
RAON DEL RESORTE B;:
J D
$
N
B TEORICO ? !.!1K N>(( ? 0.0!! BN>((
CUADRO DEL RESORTE N 0 $ FBN; 0.$ 0. 0. 1.! 1.$ 1. 1.
∆L ((;
. 1!.! !0.! !K. !.! $!.K $.!
δ
Te%r+)%
((; .!K 10.K 1.! !0.K !!.1 !.!0 !.
GRAFICA P 7& δ
De la gr*+)a: B e4er+(en'al ? 0.0K BN>((
)al)ul% ,e B real ;
RESORTE N O
τAr%4 BN>((!;
τreal BN>((!;
0.0 0.1 0.!$K 0.$1! 0.$$ 0.$ 0.KK!
0.0! 0.1KK 0.!1 0.! 0.$1! 0.$ 0.K0
DATOS GEOMETRICOS DEL RESORTE
L ((; 1.
DET ((; , ((; K.K .1
• •
P ((; 1.K
CALCULOS REALIADOS
NDICE DEL RESORTE: C ? D(>, ? K.1 ≅ ANGULO DE PASO: α? ar)'an >π D( ; ? .0!0 τ
=
ESFUERO APROIMADO: τAr%4+(a,% ? 0.!0 P
K P :! D + d ; π d
$
BN>((!;
ESFUERO REAL: α<1!@ C> τ =
J PD π d
$
= 0.187*P δ teorico
N
BN>((!; =
J FD
$
N
K
d G
DEFLEION TEORICA: δ
Te%r+)%
? K.!P ((;
Na $
D( ((; K0.!!
K
K teorico
RAON DEL RESORTE B;: B TEORICO ? !!0 N>(( ? 0.!! BN>((
CUADRO DEL RESORTE N 0 $ FBN;
∆L ((;
0.K 0. 1.! 1. 1. !.1 !.K
! K. . .K . 10. δ
δ
d G =
J D
$
N
Te%r+)%
((; 1.1 K.0 .K$ . .1! .10 10.
GRAFICA P 7&
De la gr*+)a: B e4er+(en'al ? 0.!$1 BN>((
τAr%4 BN>((!;
τreal BN>((!;
0.0! 0.1 0.!K 0.$0 0.$0 0.K$! 0.KK
0.0K 0.1 0.!!K 0.!0 0.$$ 0.$! 0.KK
)al)ul% ,e B real ;
RESORTE N O 5 DATOS GEOMETRICOS DEL RESORTE L ((; DET ((; , ((; P ((; N . K. .1 1.
CALCULOS REALIADOS
Na $
D( ((; K0.
• •
NDICE DEL RESORTE: C ? D(>, ? .0$ ANGULO DE PASO: α? ar)'an >π D( ; ? .00 τ
=
K P :! D + d ; π d
ESFUERO APROIMADO: τAr%4+(a,% ? 0.!1K P
BN>((!;
ESFUERO REAL: α<1!@ C> τ =
J PD π d
$
BN>((!;
= 0.1954*P δ teorico
$
=
J FD $ N K
d G
DEFLEION TEORICA: δ
Te%r+)%
? K.1P ((; K
K teorico
d G =
RAON DEL RESORTE B;:
J D
$
N
B TEORICO ? !0$.$ N>(( ? 0.!0$ BN>((
CUADRO DEL RESORTE N 0 $ FBN; 0. 0. 1.! 1.K 1. ! !.K
∆L ((;
$.$ K. .0 . .$ . 11.
GRAFICA P 7& δ
δ
Te%r+)%
((; $.KK K.K! .0 . .$ .$ 11.0 )al)ul% ,e B real ;
τAr%4 BN>((!;
τreal BN>((!;
0.1 0.1 0.! 0.$0 0.$ 0.K! 0.1
0.1$ 0.1 0.!$K 0.!$ 0.$$! 0.$0 0.K
De la gr*+)a: B e4er+(en'al ? 0.!0 BN>((
8) CONCLUSIONES:
•
Se %/'u7% la& )%n&'an'e& ,e re&%r'e& 'an'% 'e3r+)a )%(% e4er+(en'al(en'e" la& )uale& uer%n: B EP1 ?0.$ BN>((@ B TEO1?0.$0! BN>(( B EP! ?0.BN>((@ B TEO!?0.$K BN>(( B EP$ ?0.0KBN>((@ B TEO$?0.0!BN>(( B EPK ?0.!$1 BN>((@ B TEOK?0.!!0 BN>(( B EP ?0.!0BN>((@ B TEO?0.!0$ BN>((
•
Se %/&er7a un al'% %r)en'a2e ,e err%r" ,e/+,% al e&'a,% ,e la (a6u+na - a,e(*& ,e %&+/le err3ne% r%)e,+(+en'%" l%& )uale& uer%n: ERROR 1 ?1.$ ERROR 1 ?$.KK ERROR 1 ?!!.K ERROR 1 ?K.1 ERROR 1 ?1.K
•
Los esfuerzos cortantes aproximaos con !os rea!es tienen "a!ores consiera#!emente iferentes$ este se o#ser"a para !os 5 resortes %ue se ensa&'.
•
•
•
•
•
(n !os esp!azamientos te'ricos respecto a !os rea!es se o#ser"a en !a ta#!a iferencias consiera#!es. (stos errores se )eneraron por i"ersos factores. (! p!ato %ue sir"e e #ase a! resorte no )uara para!e!ismo por !os cua! se )eneran otros efectos %ue no se consieran en !os c!cu!os +e! momento ,ector$ para este caso se recomiena tener una ma%uina en #uen estao para no cometer mucos errores a efecto e esta causa$ en !os pr'ximos ensa&os. Las pro#etas +resortes &a estn mu& uti!izaas !os %ue presentan e,exiones in/cia!es$ a !os %ue no se consiera en !os c!cu!os por e! mismo %ue no se sa#e cunto e "a!or tienen estos. e recomiena uti!izar pro#etas nue"as para poer o#tener #uenos resu!taos en caso contrario no se conse)uir exitosamente !os resu!taos %ue se #usca. o a& un instrumento e meia aecuaa para meir !as e,exiones !os cua!es )eneran errores consiera#!es$ para e!!os se recomiena tener un instrumento e meia co!ocao aecuaamente$ para poer !eer !os atos exactos. ! momento e meir !as imensiones e !os resortes +!on)itu3 paso$ imetros$ etc. no se icieron e forma precisa$ !os %ue proueron errores consiera#!es$ se recomiena tener muco cuiao en !os pr'ximos ensa&os con !o %ue se o#tiene reucir !os errores & !o)rar un #uen resu!tao.
9) BIBLIOGRAFIA: -
Me)*n+)a ,e Ma'er+ale& #eer J%5n&'%n
-
D+&e<% en Ingen+era Me)*n+)a Q S5+gle-
-
5'':>>.&l+,e&5are.ne'>(ag%(%1>e4%&+)+%nQre&%r'e&
