Teoría 1. Se realizan una serie de ensayos sobre un cojinete para

Universidad de Navarra
Nafarroako Unibertsitatea
Escuela Superior de Ingenieros
Ingeniarien Goi Mailako Eskola
ASIGNATURA GAIA
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I - TECNOLOGÍA DE MÁQUINAS I –
Septiembre 2003
CURSO KURTSOA
4º
NOMBRE IZENA
FECHA DATA 04//09/2003
Teoría
1. Se realizan una serie de ensayos sobre un cojinete para determinar la variación del
coeficiente de rozamiento, f, con el parámetro µN/P y se obtiene la curva de la figura. Se pide
identificar las zonas 1, 2, 3 y explicar los fenómenos que se producen en los puntos A, B y C.
f
Zona III
Zona II
Zona I
A
B
C
µN/P
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2. La unión atornillada de la figura se ha precargado con una precarga Fi suficiente para que al
aplicar la fuerza F no se separen las piezas que están unidas. Calcular la proporción de F
que tiene que soportar el perno. La relación entre los módulos de elasticidad de los distintos
materiales y el módulo de elasticidad del perno, Ep, es :
5
3
E1 = E p .
E 2 = Ep.
E3 = Ep
4
4
perno
L/2
Material 1
L/2
Material 2
Material 3
d
3d
5d
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3. En las seis figuras que siguen se esquematiza un tambor de freno con distintas
disposiciones de zapatas exteriores. Indicar el orden de efectividad de las cuatro primeras
opciones en cuanto a par de frenada teniendo en cuenta el sentido de giro indicado y
dibujar la disposición de las zapatas que se elegiría cuando: el sentido de giro es antihorario
(caso 5), o el sentido de giro puede ser en las dos direcciones (caso 6):
1
4
2
5
3
6
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4. En la siguiente figura se indica el par motor (línea contínua) y el par de la carga (línea a
puntos) en un eje en el que está montado un volante de inercia I=100 kg.m2 y de velocidad
media de giro ωm=60 rad/s. Se pide:
a) Indicar las zonas en las que el eje está acelerándose.
b) Hallar el valor de A (par máximo de la carga. ver figura)
c) Hallar el coeficiente de fluctuación de velocidad.
To (N.m)
250
A
25
θ (rad)
π/2
π
2π
3π
4π
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5. Rodamientos radiales.
a) Si se ensayan dos grupos de rodamientos sometidos, respectivamente, a esfuerzos
radiales F1 y F2, y resultan tener duraciones de vida L1 y L2, ¿qué relación se cumple
entre esos cuatro valores?
b) ¿Qué se entiende por capacidad de carga básica (o nominal), C?
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ELEMENTOS DE MÁQUINAS I - TECNOLOGÍA DE MÁQUINAS I –
Septiembre 2003
CURSO KURTSOA
4º
NOMBRE IZENA
FECHA DATA 04//09/2003
Problema 2
La figura que sigue representa un freno con dos zapatas exteriores. Las dos zapatas
son geométricamente iguales, el ancho es b= 40 mm. El material de frción tiene un coeficiente
de 0.3 y es capaz de soportar una presión máxima pm=600 kPa. Por no ser grande el tamaño
de las zapatas, para la resolución del problema se supondrá que la presión es constante a lo
largo de una zapata. Se aplica la misma fuerza sobre las dos zapatas a través de un
mecanismo no representado en la figura. Las zapatas están articuladas en los puntos A y B
respectivamente, y el tambor gira alrededor de un punto fijo O.
Se pide:
1. ¿Qué fuerza F máxima puede realizarse sin dañar el material de fricción?
2. Para esa fuerza máxima, hallar el valor del par total de frenado.
3. Calcular las reacciones en las articulaciones A, B y O.
4. Si se supone que las zapatas son largas y no es válida por tanto la hipótesis de
presión uniforme ¿Qué fuerza F máxima puede realizarse sin dañar el material
de fricción?
250
320
A
F
50º
240
O
400
240
F
B
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ASIGNATURA GAIA
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I - TECNOLOGÍA DE MÁQUINAS I –
Septiembre 2003
CURSO KURTSOA
4º
NOMBRE IZENA
FECHA DATA 04//09/2003
Problema 1
La figura 1 esquematiza la sección de una parte de una guía hidrostática que permite
soportar tanto esfuerzos verticales, Fz, como laterales, Fy. La longitud de la guía es L=0.5 m, el
resto de las dimensiones están indicadas en la figura en milímetros.
El sistema de suministro de aceite se hace con una presión de alimentación constante
pm=1000 KPa. La viscosidad del aceite es de 60 mPas. Los compensadores colocados tal
como se indica en la figura son de orificio y de constante k=1 10-12 m3/s.Pa
Se pide:
1. Si solamente actúa una carga Fz=1000 kg, calcular los espesores de película h1 y h2
en los apoyos.
2. Si solamente actúa una carga Fz=1000 kg, calcular la rigidez vertical de la guía
(dFz/dz).
3. Si actúan simultáneamente una carga vertical Fz=1000 kg y una lateral Fy=200 kg,
calcular los espesores de película h1 y h2 en los apoyos.
Fz
Fy
105
5
30º
h2
h1
M
C
pm
C
a