Articulación de nudillo (mecánica)
Una articulación articulada es una articulación mecánica que se utiliza para conectar dos varillas que están sometidas a una carga de tracción , cuando se requiere una pequeña cantidad de flexibilidad o se necesita un momento angular. Siempre hay una línea de acción de carga axial o lineal. [1]
El conjunto de articulación articulada consta de los siguientes componentes principales:
- Ojo único.
- Doble ojo o tenedor
- Pasador de nudillo.
En un extremo de la varilla se forma un solo ojo y se forma un doble ojo en el otro extremo de la varilla. Tanto el ojo simple como el doble están conectados mediante un alfiler que se inserta a través del ojo. El pasador tiene una cabeza en un extremo y en el otro extremo hay un pasador cónico o un pasador hendido. Para el agarre, los extremos de la varilla son de forma octogonal. Ahora, cuando los dos ojos se separan, el alfiler los mantiene unidos. La porción de varilla sólida de la articulación en este caso es mucho más fuerte que la porción a través de la cual pasa el pasador. [2]
Los modos de falla son:
- Fallo de cizallamiento del pasador (cizallamiento simple).
- Aplastamiento de pasador contra varilla.
- Fallo por tracción de la barra de extremo plana.
Solicitud:
- Junta de barra de acoplamiento de la armadura de techo.
- Enlace de tensión en la estructura del puente.
- Eslabón de cadena de rodillos.
- Junta de barra de acoplamiento de la grúa giratoria.
- La articulación de articulación también se utiliza en tractores.
- Bielas entre ruedas de locomotora.
Diseño de articulación de nudillos [editar]
ÁRBITRO. [3]
El diagrama de montaje de la articulación articulada es como se muestra en la fig.
Las dimensiones de las articulaciones de los nudillos son:
- Diámetro de la varilla = d
- Diámetro del pasador de articulación = d p
- Diámetro exterior de un solo ojo = d oe
- Diámetro exterior del doble ojo = d od
- Espesor de un solo ojo = t
- Espesor de la horquilla = t 1
- Fuerza de tracción axial sobre la varilla = P
(1) Diámetro de la varilla
Considere que la varilla está sujeta a una tensión de tracción directa.
ς = P / π d 2
A partir de la ecuación anterior, se obtiene el diámetro de la varilla 'd'.
(2) Diseño de pin (d p )
(a) Considere la falla del pasador bajo doble cortante debido a la fuerza de tracción.
Por lo tanto, el esfuerzo cortante directo inducido en el pasador de articulación viene dado por la ecuación
ς = P / 2A = (P / 2) / (π / 4) d p 2 = 2P / π d p 2
(b) Falla del pasador de articulación al doblar
Suponga que no hay holgura ni holgura, pero en realidad, el pasador de articulación está flojo en las horquillas para permitir el momento angular de uno con respecto al otro, por lo que está sujeto a un momento flector además de cortante, considere una carga distribuida uniformemente a lo largo de la porción del pasador.
Tomando un momento sobre el eje XX
M = [(-P / 2) x (t / 4)] + {(P / 2) x [(t / 2) + (t 1 /3)]}
= P / 2 [(t 1 /3) + (t / 2) - (t / 4)]
= P / 2 [(t 1 /3) + (t / 4)]
Módulo de sección,
Z = (π / 32) d p 3
Esfuerzo de flexión máximo, σ b
σ b = M / Z = {P / 2 [(t 1 /3) + (t / 4)]} / {(π / 32) d p 3 }Aquí, verificamos el pin en flexión y encontramos el valor de d p
(3) Diseño de ojo único:
(a) Para encontrar el diámetro exterior de un solo ojo (d oe ) El solo ojo está sujeto a una tensión de tracción directa, debido a este solo ojo bajo lágrima.
σt = P / A = P / (d oe -d p ) × t
(b) Debido a la resistencia a la tracción directa, el ojo único se somete a un doble cizallamiento.
Área de cizallamiento resistente = 2 (d oe -d p ) × (t / 2)
El esfuerzo cortante directo inducido es
ς = P / (d oe -d p ) × t
A partir de esta ecuación se obtiene el diámetro exterior de un ojo d oe .
(C) Fallo de un solo ojo o pasador debido a la carga de tracción en el aplastamiento
Área de aplastamiento resistente = d p × t
σ c = P / (d p × t)
Forme esta ecuación tensión de aplastamiento comprobada si falla, aumente el grosor del ojo (t) .
(4) Diseño de horquilla (doble ojo):
(a) Lagrimeo del doble ojo en la sección más débil debido a la tensión.
Área resistente al desgarro = (d de - d p ) × 2 t 1
σ t = p / [(d de - d p ) × 2 t 1 ]
A partir de esta ecuación, encuentre el diámetro exterior de la horquilla (dof) .
(b) Fallo del doble ojo (horquilla) en doble cortante debido a la carga de tracción.
Área resistente a cortante = 4 × [(d de - d p )] / 2 × t 1
= 2 × (d de - d p ) t 1
El esfuerzo cortante está dado por,
ς = p / [(d de - d p ) × 2 t 1 ]
A partir de esta ecuación, verifique el esfuerzo cortante si es menor que el diseño, aumente el espesor de la horquilla t 1 .
(c) Fallo de doble ojo en aplastamiento (grosor de la horquilla)
El doble ojo puede fallar en el aplastamiento debido a la carga de tracción.
El estrés aplastante viene dado por,
σc = P / (2 × d p × t 1 )
Compruebe la tensión de aplastamiento o encuentre t 1
Referencias
- ^ Gupta, RS Khurmi, JK (2008). Un libro de texto de diseño de máquinas (unidades SI): [un libro de texto para los estudiantes de BE / B.Tech., UPSC (Engg. Services); Sección 'B' de AMIE (1)] (14ª ed.). Ram Nagar, Nueva Delhi: Eurasia Publishing House. ISBN 81-219-2537-1.
- ^ Gupta, RS Khurmi, JK (2008). Un libro de texto de diseño de máquinas (unidades SI): [un libro de texto para los estudiantes de BE / B.Tech., UPSC (Engg. Services); Sección 'B' de AMIE (1)] (14ª ed.). Ram Nagar, Nueva Delhi: Eurasia Publishing House. ISBN 81-219-2537-1.
- ^ Gupta, RS Khurmi, JK (2008). Un libro de texto de diseño de máquinas (unidades SI): [un libro de texto para los estudiantes de BE / B.Tech., UPSC (Engg. Services); Sección 'B' de AMIE (1)] (14ª ed.). Ram Nagar, Nueva Delhi: Eurasia Publishing House. ISBN 81-219-2537-1.
