Trabajo - Remaches

República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Defensa Universidad N cional experimental de las Fuerzas Armadas (UNEFA) N cleo cleo Sucre Sucre - Extens Extensión ión Carú Carúpan pano o Ing.

ecánic ecánica a – 7mo Semest Semestre, re, sección sección 1

 Asignat ra: Diseño Diseño de elementos elementos de maquina maquina I

Profesor: ING. Elvis Araujo

Integrantes: E inson La Rosa Cl: 24841288 Moisés Pérez Cl: 26216330 J an Malave Cl: 25898384 Jesús Salcedo Cl: 258422 25842299 99

Carúpano, Abril de 2018

INDICE

INTRODUCCIÓN

1. Antecedentes Hacia el año 1853 se desarrollaba en Estados Unidos la llamada "fiebre del oro". En un pequeño pueblo de California el señor Levi Strauss bajando de su ajada carreta se encontró con dos buscadores de oro, los hombres le preguntaron que llevaba en su carreta. Levi Stauss respondió que solo se trataba de lona para tienda de campaña, los hombres reían mientras le aseguraban que en el pueblo ya existían demasiadas tiendas. Pero uno de los buscadores hizo hincapié en los agujereados pantalones de su socio y, en tono de broma, dijo que en realidad lo que necesitaban en el pueblo era alguien que realizara pantalones nuevos. Levi Strauss pensó en el episodio ocurrido y fue ese momento el que lo motivó hacia la gran revolución que provocaría mas tarde y lo llevaría a la fama. Viajó a San Francisco y buscó un sastre al que le entregó la lona que llevaba en su carreta y le pidió que con ella confeccionara pantalones. Y es allí donde comienza la historia. Levi Strauss comenzó con la fabricación de una prenda que originalmente se llamó "overol de cintura" y que posteriormente vistió al mundo entero. En 1873 había recibido numerosas quejas de sus consumidores ya que no podían cargar con sus pesadas herramientas y con el oro que recogían. Entonces intentó solucionar el problema agregando a la prenda una doble costura. Y para asegurar aún más la prenda, le aplicó tachas de cobre en los bolsillos: había nacido el actual 501 y la incorporación del remache. El 20 de mayo se celebra el cumpleaños del blue jeans debido a que en aquella fecha pero hacia 1873 se le agregaron los famosos ribetes (remaches) y en consecuencia surgieron lo que hoy se conoce como los tradicionales jeans.

1.1. Remaches Se llama remache a una pieza de sección transversal circular de acero dúctil forjado en el sitio para unir entre sí varias piezas de acero. El remache se fabrica con una cabeza especial, que se denomina cabeza manufacturada, instalada mediante una pistola remachadora la cual forma otra cabeza, durante

la instalación. El proceso completo se llama remachado. El remachado es esencialmente un proceso de forja, que se ha desarrollado partiendo de un proceso de martillado a mano hasta llegar al método actual de colocación a máquina. El

proceso de

remachado

pude

ser

realizado

en caliente,

normalmente para obras pequeñas realizadas en taller, o para remaches grandes (más de 1”), o puede realizarse en frio, para remachados en campo (remaches de ½” a 7/8”). Inicialmente la cabeza de los remaches se conseguía a golpe de martillo, actualmente todo esta s implificado por el uso de maquinaria especial.

Como los remaches luego de ser colocados y estampados se hallan en estado

plástico,

el

proceso

de

forja

a

que

son

sometidos

forma

simultáneamente la nueva cabeza y expande la espiga hasta llenar  completamente el agujero. Luego al enfriarse, el remache se e ncoge originando tracción en el vástago y aplastamiento entre las planchas, son las cabezas en pleno contacto con las piezas a unir. Esta acción de agarre puede hacer saltar  las cabezas de los remaches defectuosos. Si el remache no queda bien ajustado al colocarlo, se detecta por el sonido hueco al golpearlo con el martillo y se lo debe retirar para lo cual es preciso cortarle la cabeza y reemplazarlo por otro nuevo mientras se realiza la operación del remachado, todas las partes de los miembros a conectar se sujetarán firmemente entre sí con pasadores o pernos, para evitar cualquier  desplazamiento entre las planchas.

1.1.1. Partes de un remache 

Cuerpo de forma cilíndrica llamado caña, vástago o espiga.



Cabeza en forma de casquete esférico y cuyo diámetro es mayor al cuerpo del remache.

1.1.2. Tipos de remaches 

Remaches de compresión.



Remaches ciegos que pueden ser: con mandril de estiramiento, con pasador guiado, roscados y los que son expandidos químicamente.



Remaches de golpe, los cuales se emplea un martillo para su instalación.

1.1.3. Elementos El remache consta de una base y un pinche, que se unen para constituir  el elemento a través de la tela. La base puede tener diversas formas geométricas, puede ser clásica o poseer algún dibujo fantasía.

1.1.4. Dimensio nes del agujero y del r emache El diámetro del agujero donde se utilizara el remache siempre ha de ser  superior al de este. Esto implicara una fácil colocación y que exista cierta holgura entre el remache y los elementos a unir. Para saber de forma aproximada las dimensiones del remache y el agujero se aplicaran las siguientes formulas: • Diámetro del remache “d” en función del espesor de las chapas a unir: d= 1,5 x e + 4 • Diámetro donde se aloja el remache “D” es: D= 1,05 x d Habitualmente se realiza el agujero entre uno y dos décimas de milímetro mayor que el diámetro del remache. • El material sobrante para remachar “S” será aproximadamente: Para remaches redondeados: S= 1,5 x d Para remaches embutidos: S= 0,6 x d

1.1.4. Lineamientos de diseño para el remachado 

El cuerpo expuesto es demasiado largo: se obtiene pandeo, en lugar de recalcado.



los remaches deben están lo suficientemente alejados de la orillas, para evitar la concentración de esfuerzos.



Las secciones unidas deben tener espacio amplio para las herramientas de remachados.



La curvatura de la sección no debe interferir en el proceso de remachado.

1.1.5. Simbología del remache

1.1.6. Representación simbólica de los remaches Según la escala a la que se realicen los dibujos, los remaches se representan gráficamente o bien mediante una representación simbólica normalizada de acuerdo con las nomas UNE 1045 y 1043. En ellas se muestras los signos convencionales de representación de los remaches y tornillos. Estos símbolos se eligen mediante el diámetro del remache.

1.1.7. Normas para el diseño de uniones con remaches Las normas para el diseño de remaches están desarrolladas tanto por la  AISC, la ASME, la ASTM, dentro las normas americanas, debiendo revisar la norma para realizar un diseño que amerite bastantes detalle. De acuerdo a esta, se recomienda los siguientes materiales para los remaches:  Acero estructural

ASTM A141

 Acero de alta resistencia

ASTM A195 o A502

En la norma DIN, se puede revisar los códigos DIN 660, DIN 124 y DIN 123.

1.1.8. Formulas, roturas que se pueden presentar y procedimientos para realizar los cálculos La eficacia de una unión conectada indica si ha sido bien diseñada, y se mide por la relación entre la resistencia de la unión y la de la placa llena, es decir,

Los orificios para los conectores se realizan por taladrado o por  punzonado, retocándolos con un escariado o por punzonado, retocándolos con un escariador de diámetro 1.5mm mayor que el del conector. Se supone que, al

situar los conectores, éstos entran tan ajustados, en este tipo de uniones a presión, que llenan por c ompleto el orificio, y por ello los cálculos se toma como diámetro de cálculo el d l orificio. Las uniones conectadas se pueden considerar y estudiar c mo casos de esfuerzo uniforme en los que se verifica

La aplicación de estas

cuaciones a los tipos fundamentales d

ruptura de la

unión se comprende f cilmente observando lo que pasa en una unión a traslape de una sola fila de conectores. En la figura que se mue stra a continuación muestra la ruptura p r cortante del conector permite que las placas unidas deslicen una sobre otr . La carga de ruptura por cortante viene dada por:

Siendo d él diámetro de cálculo del conector, es decir, el diámetro del orificio.

uptura por esfuerzo cortante

La figura que se

uestra a continuación representa la rup tura o falla por 

tensión en una de las pl cas cosidas. Este tipo de rupt ra puede ocurrir en la sección que pas a por el centro del orificio, ya que es l

de menor área, y menor resistencia. Llamando L al

ancho del tramo tipo, el área resistente en la sección neta, o sea el producto de ancho neto (L- d) por el espero e, la carga de ruptura por tensión es:

Ruptura por tensión

Una tercera forma de ruptura, producida por una presión de contacto excesiva, es la indicada en la figura de abajo. En este caso, aunque no llegue a romperse, el movimiento relativo entre las placas cosidas está originado por la deformación el aplastamiento del mismo. Por tanto, la carga de ruptura o de falla por presión de contacto queda expresada por:

Ruptura por presión

Ejemplo 1. La siguiente figura representa una unión remachada triple a tope, de presión, en la que la longitud del tramo tipo es de 180 mm. El diámetro de los orificios es d=20.5mm. El espesor de las placas por unir es de 14 mm, y el de cada cubrejunta es de 10mm.

Utilizando un coeficiente de seguridad de 5, determinar la resistencia de la unión en la longitud del tramo tipo, la eficacia y la máxima presión interior que puede soportar una caldera de 1.50 m de diámetro en la que este tipo de unión es la longitudinal.

Dado que dan un coeficiente de factor de seguridad “5” sacamos los esfuerzos admisibles para eso se divide los esfuerzos entre el factor:

Datos:

Solución Sacando la fuerza debida a la cortante es:

Cuando tiene dos cortantes es un Remache doble:

Fuerza en un Remache debido a la presión de contacto, la placa principal y sobre la cubrejuntas (respectivamente):

Dado el cálculo de la resistencia en los Remaches y a la información dada anterior mente sobre los tipos de falla, solo existen dos, a continuación se presentan. 1- A la capacidad de los remaches. La resistencia del único conector de la fila 1 dentro de la sección tipo será la menor de las cargas que puede soportar por

cortante

simple,

por 

aplastamiento contra la plancha principal, o por aplastamiento contra un cubrejunta y, de acuerdo con los cálculos previos, es la primera de ellas, o sea 19.8kN.

En la “fila 2” observamos que esos remaches son a doble cortante es decir a 39.6kN (por cada uno). Pero hay que observar que el aplastamiento contra la placa principal es 37.3 mientras que el aplastamiento contra las dos cubrejuntas es 53.4kN. En este caso se tomara en cuenta el valor más chico que es el Aplastamiento contra la placa principal =37.3kN. (por conector) haciendo el total de 74.6kN. En la “fila 3” se nota que es lo mismo que la fila dos, y tomado en cuenta la sección tipo nos da un total de 74.6kN. La capacidad total de carga de los remaches de todas las f ilas es:

Pr = 19.8 + 74.6 + 74.6 = 169.0KN

2- Capacidad de la placa y las juntas. La fuerza exterior aplicada actúa directamente sobre la fila 1, por lo que puede producirse la falla de la unión tal como aparece en la figura que se muestra a continuación. La carga que puede romper, por tensión, la placa principal en esta fila 1 viene dada por:

Si la falla se produjera en la fila 1

La fuerza exterior aplicada no actúa en su totalidad sobre la sección neta de la placa principal en la fila 2, ya que parte de esta carga es absorbida por el remache de la fila 1 y trasmitida el cubrejunta. Por tanto, si la placa principal

puede desgarrarse por tensión en la fila 2 la carga exterior será la suma de la resistencia al desgarre en ella, más la carga transmitida por el remache de la fila 1 al cubrejunta.

Cuando se analiza la fila tres se observa que dentro de la sección tipo, se encuentra siempre dos remaches. Este debe incluir la resistencia de los remaches de las filas 1 y 2 (en caso de la fila dos se agarra el valor más pequeño, que es como se vio anteriormente). Siendo así:

 Ahora bien si la falla ocurriera en la parte de los cubrejuntas:

Esta falla ocurriría por tensión entonces:

Pero como se observa en el perfil de la imagen anterior se v

que el cubre

 junta de arriba es más estrecho que la de abajo, entonces esa carga debe tomarse en cuenta. Ya que trasmiten la carga de 4 remaches a cortante simple:

Es así como se vería

or de arriba la parte en el que se an liza sobre los

cuatros remaches. Por lo tanto a cortante simple de c / u 19.8KN, por 4 da 79.2KN Entonces la capacidad de carga de ambos cubrejuntas es: PC= 79.2 + 111.2 = 19 .4KN  Ahora analizamos todas las fuerzas posibles en donde pudiera ver una falla, se le tomara mayor atenció por seguridad al menor de todas ellas:

Siendo así el Pr =169KN Procesamos a sacar la eficiencia de la junta:

Se sabe que la carga de 169KN, es probable que se produzca una falla, por el cual, este da la presión máxima en el tanque que es:

Donde P, es la presión en el tanque, L es la longitud de la sección tipo, D es el diámetro del tanque y p es la carga mínima

CONCLUSIÓN

BIBLIOGRAFIAS https://es.slideshare.net/juliethMAE/remaches-17060766 https://es.scribd.com/presentation/268069363/Unidad-1-Uniones-Soldadas-yRemachadas Fratelli Diseño de Estructuras Metálicas LRFD (2003) Resistencia de Materiales, Pytel, Singer, 8ª Edición,