Efecto del Tamaño de la Interferencia en la Distribución de la Presión de Contacto del Ajuste por Prensa del Eje de Rueda de Ferrocarril
Autores: Irena, Kitesa Akewaq; Lemu, Hirpa G.; Kedir, Yahiya Ahmed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Efecto del Tamaño de la Interferencia en la Distribución de la Presión de Contacto del Ajuste por Prensa del Eje de Rueda de Ferrocarril
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Acoplamientos mecánicos
Ajustes de interferencia
Ajuste a presión
Tensiones de contacto
Factor de seguridad
Valor de interferencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Los acoplamientos mecánicos en ingeniería suelen utilizar ajustes de interferencia para conectar el eje y el cubo. Un eje de rueda ferroviaria es un ajuste a presión que se conecta por interferencia y puede estar sujeto a esfuerzos de flexión. En los ajustes a presión cargados, se puede generar una alta concentración de esfuerzos de contacto en el área del vástago del eje, lo que en la mayoría de los casos conduce a la falla del eje debido a la fatiga y la fatiga por fricción. Por lo tanto, es crucial determinar la capacidad de las uniones ajustadas a presión para proporcionar una resistencia de fricción suficiente que pueda soportar las cargas y los torques, evaluando el factor de seguridad, especialmente cuando el sistema mecánico o estructural está cargado. En este documento, se estudian la presión de contacto y la distribución de esfuerzos a lo largo del radio del eje de la rueda utilizando el cálculo analítico de la ecuación de Lame, y el método numérico utilizado es el software ANSYS. Se encontró que los ajustes de interferencia tienen una gran influencia en la resistencia de conexión de los ajustes de interferencia, que están directamente relacionados con la presión de contacto. Aumentar la interferencia incrementa la presión de contacto, lo que permite transmitir un mayor torque y capacidad de carga. El análisis de elementos finitos mostró un buen acuerdo para el valor de interferencia más alto de 230 um con un error relativo del 1.4%, mientras que este error aumentó al máximo error relativo del 14.33% para una interferencia mínima de 100 um.
Descripción
Los acoplamientos mecánicos en ingeniería suelen utilizar ajustes de interferencia para conectar el eje y el cubo. Un eje de rueda ferroviaria es un ajuste a presión que se conecta por interferencia y puede estar sujeto a esfuerzos de flexión. En los ajustes a presión cargados, se puede generar una alta concentración de esfuerzos de contacto en el área del vástago del eje, lo que en la mayoría de los casos conduce a la falla del eje debido a la fatiga y la fatiga por fricción. Por lo tanto, es crucial determinar la capacidad de las uniones ajustadas a presión para proporcionar una resistencia de fricción suficiente que pueda soportar las cargas y los torques, evaluando el factor de seguridad, especialmente cuando el sistema mecánico o estructural está cargado. En este documento, se estudian la presión de contacto y la distribución de esfuerzos a lo largo del radio del eje de la rueda utilizando el cálculo analítico de la ecuación de Lame, y el método numérico utilizado es el software ANSYS. Se encontró que los ajustes de interferencia tienen una gran influencia en la resistencia de conexión de los ajustes de interferencia, que están directamente relacionados con la presión de contacto. Aumentar la interferencia incrementa la presión de contacto, lo que permite transmitir un mayor torque y capacidad de carga. El análisis de elementos finitos mostró un buen acuerdo para el valor de interferencia más alto de 230 um con un error relativo del 1.4%, mientras que este error aumentó al máximo error relativo del 14.33% para una interferencia mínima de 100 um.