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Estudios Experimentales y Numéricos de la Distribución de Estrés en un Sistema de Junta de Pasador en Expansión

Autores: Salahshour, Soheil; Karlsen, Øyvind; Lemu, Hirpa Gelgele

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Estudios Experimentales y Numéricos de la Distribución de Estrés en un Sistema de Junta de Pasador en Expansión


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Juntas de pasador
Maquinarias industriales
Sistema de pasador expansible
Distribución de tensiones
Par
Análisis de elementos finitos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las juntas de pasador son mecanismos ampliamente utilizados en diferentes maquinarias industriales como aviones, grúas, barcos y equipos de perforación en alta mar, proporcionando una junta con la posibilidad de rotación relativa alrededor de un solo eje. La rigidez de la junta y su vida útil dependen de la fuerza de sujeción en la región de contacto que es proporcionada por el par aplicado. Sin embargo, debido a la tolerancia necesaria para la inserción de un pasador en el soporte del equipo, el pasador es propenso a desplazamientos relativos dentro del orificio. La amplitud de este desplazamiento relativo generalmente aumenta con el tiempo y, dado que el material del soporte a menudo tiene una calidad inferior a la del pasador, esto conduce a la creación de holgura en el equipo y al mal funcionamiento de la máquina. Un Sistema de Pasador Expansible (EPS) puede ser una solución a este problema, donde la funda dividida se expande para eliminar el espacio mientras la junta es ajustada. Por lo tanto, la holgura en el sistema de juntas desaparece y se puede lograr un área de contacto de 360 grados, proporcionando una mejor distribución de tensiones y previniendo la localización de tensiones. Determinar la precarga del EPS y la presión de contacto resultante y las tensiones en las partes de la junta son importantes para evitar daños en las superficies de contacto de las juntas y dificultar el desmontaje del EPS. Por lo tanto, encontrar la cantidad de par requerido es un compromiso entre prevenir la holgura en el EPS y prohibir daños a las partes de la junta. El análisis de tensiones en este estudio se realiza en base al par recomendado industrialmente para el tipo de EPS en estudio. Este artículo informa sobre el estudio realizado sobre la distribución de tensiones y la magnitud de las tensiones ejercidas sobre el soporte del equipo cuando el EPS está instalado en la máquina. Para lograr este propósito y para investigar la distribución de tensiones en la junta, se utilizaron métodos experimentales y de elementos finitos (FE). Los resultados experimentales muestran cuánto de la energía aplicada al EPS en forma de par se gasta en expandir la funda dividida y el soporte de prueba, así como en superar la fricción. El análisis de elementos finitos proporciona la magnitud y distribución de las tensiones en los componentes del EPS.

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