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CAPITULO V: TORNILLOS, SUJETADORES Y UNIONES [97]

Tamaño de los pernos. Los pernos pueden dimensionarse según una de las
dos bases siguiente: (1) el rozamiento entre las chapas soporta la carga de
cizalladura o (2) el perno soporta la carga de cizalladura. En este ejemplo,
proyectaremos siguiendo el primer caso y después comprobaremos según el
segundo para garantizar su seguridad.
Para el coeficiente de rozamiento entre los elementos de la unión empernada, ya
que las caras están limpias y sin lubricar y con las superficies de laminación en
bruto, puede aceptarse un valor medio de 0,35, aunque en los ensayos de

laboratorio pueden encontrarse valores tan bajos como 0,20. Escogeremos µ =
0,25, que es un valor moderado, incluso aunque los elementos estén laminados
en frío en vez de en caliente. Designando al esfuerzo cortante por F,

observaremos que F = 2µFi, puesto que existe una fuerza de rozamiento en las
dos superficies. Por consiguiente:

‫ ܨ‬10.250
‫ܨ‬௜ ൌ 2ߤ ൌ ሺ2ሻሺ0,25ሻ ൌ 20.500 ݇݃
La carga de prueba para los pernos de grado 8 (Tabla 5-2) es 7,380 kg y, por
tanto, la pretensión recomendable es:

ߨ݀ଶ
‫ܨ‬௜ ൌ 0,90ܵ௉ ቆ 4 ቇ

Donde d es el diámetro. La sustitución de valores da:

݀ ൌ ඨሺ0ሺ,49ሻ0ሺሻ2ሺ08.,540400ሻሻߨ ൌ 1,853 ܿ݉

Escogeremos, por tanto, en un primer tanteo un perno de diámetro ¾ plg (1,905
cm). Obsérvese que aún no se ha aplicado ningún coeficiente de seguridad.
Comprobemos ahora la seguridad con la hipótesis de que el perno soporta la
carga de cizalladura total. Puesto que el perno está sometido a cizalladura por
dos partes, la tensión es:

τ = F = 10,250 = 1,840kg7cm2
2A
  1.905 2 
2π 4



Empleando la teoría de la

energía de distorsión y

suponiendo que el límite de

fluencia es el mismo que la

resistencia de prueba

(realmente es algo mayor),

obtendremos para el

coeficiente de seguridad:

݊ ൌ 0,577ܵ௉ ൌ ሺ0,577ሻሺ8.440ሻ
߬ 1.840
ൌ 2,65

Fig.5.9: empleos típicos de anillos de
retención (a) anillo externo; (b) anillo

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