MECANISMOS Y ELEMENTOS DE MÁQUINAS MECANISMOS Y SISTEMAS DE AERONAVES Trabajo Práctico - Rodadura y Rozamiento por deslizamiento – 2016 Ejercicio Nº1 1,1m 2,8m Para el vehículo de remolque de aeronaves (pushback tractor) de la figura, se presenta la siguiente información: ⃗⃗⃗⃗⃗ ; 𝑊𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎 = 150𝑘𝑔 ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑊 = 35000𝑘𝑔 𝐷𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎𝑠 = 1,5𝑚: 𝐷𝑝𝑢𝑛𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑠 = 0,18𝑚 𝑓𝑛𝑒𝑢𝑚á𝑡𝑖𝑐𝑜𝑠−𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 = 0,75 Los datos de la aeronave son: ⃗⃗⃗⃗⃗ (se desprecian las masas de las ruedas de la aeronave) 𝑊𝑎𝑒𝑟𝑜𝑛𝑎𝑣𝑒 = 110000𝑘𝑔 𝐷𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎𝑠 = 0,8𝑚 (se consideran que todas las ruedas son iguales) 𝐷𝑝𝑢𝑛𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎𝑠 = 0,15𝑚 𝑓𝑝𝑢𝑛𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎𝑠 = 0,08; u= 0,02 𝑓𝑛𝑒𝑢𝑚á𝑡𝑖𝑐𝑜𝑠−𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 = 0,7 Teniendo en cuenta las siguientes dos condiciones de trabajo conocidas: V [km/h] P [HP] Condición 1 3,0 (cte) 82,52 Condición 2 4,5(cte) 123,82 Determinar el coeficiente de roce en los bujes (f) y el parámetro de rodadura (u) del tractor para la condición de rodadura y no deslizamiento. Se considera que f presenta el mismo valor en los cuatro bujes, al igual que u es el mismo para las cuatro ruedas. Despreciar las pérdidas en las ruedas de la barra de tiro. Ejercicio Nº2 2,3m 2,4m 5,6m ⃗⃗⃗⃗⃗ ; 𝑊𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 = 420𝑘𝑔 ⃗⃗⃗⃗⃗ ; 𝑊𝑐/𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎 = 80𝑘𝑔 ⃗⃗⃗⃗⃗ (4 ruedas en eje trasero y 2 en delantero) 𝑊 = 13500𝑘𝑔 𝐷𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎𝑠 = 1,05𝑚: 𝐷𝑏𝑢𝑗𝑒𝑠 = 0,1𝑚 𝑢 = 0,02𝑚; 𝑓𝑝𝑢𝑛𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎𝑠 = 0,1 𝑓𝑛𝑒𝑢𝑚á𝑡𝑖𝑐𝑜𝑠−𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 = 0,7 Para el ómnibus de la figura, se desea conocer la potencia del motor para cada una de las siguientes condiciones. (Tomar como hipótesis la condición de rodadura sin deslizamiento y que se desprecian las pérdidas de potencia por resistencia aerodinámica: a- El vehículo se desplaza por un estacionamiento a una velocidad constante de 5km/h. b- Saliendo del estacionamiento y entrando a una ruta (v=5km/h; a=0,7m/s). c- Subiendo una pendiente de 15° a una velocidad constante de 10km/h (considerar para este inciso que W disminuye a 10000kgf). Ejercicio Nº3 Sea un carro formado por una estructura de acero que se apoya a través de cuatro ruedas sobre dos rieles de acero. Las ruedas y los dos ejes de que las unen son de acero. El peso total de la estructura es de 11.000N y lleva una carga de 10.000N ubicada en la mitad de la distancia longitudinal L1 del carro. Las ruedas pesan 1.500N cada una y cada eje 1.200N. El parámetro de rodadura “u” vale 0.5 mm. El coeficiente de rozamiento por fricción acero-acero es µaa=0,15. El radio de las ruedas es r=0,2m. El diámetro interno de los bujes de bronce que alojan los dos ejes de las cuatro ruedas es de 0,04 m, y el coeficiente de fricción entre bronce y acero vale µba=0,1(engrasado). La condición de diseño es para V=cte=0,5m/s. φ Polea = 0.3m. Calcular la potencia y el par necesarios en el motor para tirar del carro para la condición de solo rodadura y no deslizamiento sobre los rieles. Considerar deslizamiento y rodadura donde corresponda. Estructura Ejercicio Nº4 Eje delantero del carro 1 Eje delantero del carro 2 V 𝐹1 𝐹2 En una grúa pluma similar al de la imagen se desplazan 2 (dos) carros sobre los rieles de acero, Cada carro es accionado por un motor eléctrico que tracciona las ruedas delanteras. Las ruedas delanteras y traseras de los dos carros son de acero, y giran alrededor de bujes de bronce. El coeficiente de fricción entre el acero y el bronce es de 0,1 cuando se encuentra engrasado, y de 0,18 cuando se encuentra sin buena lubricación. Datos: - Peso del carro 1 = 45000 N - Peso del carro 2 = 50000 N - Peso de cada rueda de acero = 500 N - Peso del malacate = 5000 N - Coeficiente de fricción (riel-ruedas) acero-acero (faa) = 0,15 - Radio de las ruedas = 0,20 m - Parámetro de rodadura de las ruedas de los carros sobre los rieles del puente grúa = 0,1 mm - Diámetro de los bujes de las ruedas = 0,03 m - Velocidad de desplazamiento de los carros = 45 m/min a) Calcular la potencia que debería tener cada motor eléctrico que mueven los carros, para la condición normal de funcionamiento y la peor condición (mala lubricación en los bujes). Considerar que el carro 1 traslada una carga de 100.000 N y el carro 2 traslada una carga de 80.000 N. b) Dada una potencia del motor para el carro 1 (P1=30HP) y otra para el motor del carro 2 (P2=33HP), determinar la carga máxima que pueden transportar los carros a la misma velocidad. Utilizar condición normal de lubricación para los bujes.