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HERRAMIENTA DE DISEÑO PRELIMINAR DE INGENIERÍA SYZ · ESTIMACIÓN BASADA EN REFERENCIAS

Calculadora de presión y par de ajuste interferido

Estime la presión en la interfaz y el par transmisible por fricción para un eje macizo prensado en un cubo del mismo material, a partir de la interferencia diametral.

⚠
Solo como ayuda para el diseño preliminar.Esta calculadora utiliza un modelo de ingeniería simplificado para el dimensionamiento en fases tempranas y no sustituye la verificación completa del diseño mecánico, la revisión de los planos del fabricante ni las pruebas. Para la aprobación final del diseño de piezas críticas para la seguridad,envíe su cálculo al equipo de ingeniería de SYZ Rod Endspara su revisión.

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MECÁNICA DEL AJUSTE INTERFERIDO · ECUACIONES DE LAMÉ PARA CILINDROS DE PARED GRUESA

Calculadora de presión y par de ajuste interferido

Estima la presión en la interfaz y el par transmisible por fricción para un eje macizo prensado en un cubo del mismo material, a partir de la interferencia diametral.

[Pulgadas]
[Pulgadas]
[Pulgadas]
Diferencia entre el diámetro exterior del eje y el diámetro interior del agujero del cubo antes del montaje (el eje es ligeramente mayor).
Módulo de elasticidad
Hipótesis estática, montaje en seco
[Pulgadas]
Presión en la interfaz
15,000 psi
Par transmisible: 2,237 in-lbf (186.4 ft-lbf)
✔ Supone el mismo material y un eje macizo — verifique el límite elástico de su material antes de finalizar.
Modelo de ingeniería (teoría clásica de Lamé para cilindros de pared gruesa)
Referencia estándarDerivada de las ecuaciones de Lamé para cilindros de pared gruesa sometidos a ajuste interferido, documentada en referencias como Shigley’s Mechanical Engineering Design y Roark’s Formulas for Stress and Strain — no es en sí misma una fórmula emitida por ISO/SAE. Las amplitudes de tolerancia de los grados IT (tabla de referencia) siguen la fórmula de la unidad de tolerancia estándar ISO 286-1.
Método de cálculo p = Δ·E·(Do²−d²) / (2·d·Do²) · T = f·p·π·d²·L / 2 Válido para un eje macizo (sin taladro) prensado en un cubo del mismo material. Δ es la interferencia diametral.
Supuestos y limitaciones
  • Supone que el eje y el cubo son del mismo material — materiales distintos (p. ej., eje de acero en cubo de aluminio) requieren la fórmula general de Lamé para dos materiales, no implementada aquí.
  • Supone un eje macizo (sin taladro); un eje hueco reduce la presión alcanzable para la misma interferencia.
  • No comprueba si la presión resultante supera el límite elástico de alguno de los materiales — verifíquelo siempre contra el límite elástico o la tensión admisible de su material.
  • No tiene en cuenta los efectos térmicos durante el montaje por dilatación, ni la concentración de tensiones en el borde del cubo.
DATOS DE REFERENCIA ESTÁTICA

Referencia: amplitudes de tolerancia de los grados IT ISO 286-1

Valores precalculados con la fórmula exacta usada arriba — útiles como consulta rápida sin volver a introducir los datos.

Rango de tamaño nominalIT6IT7IT8
18–30 mm13.1 μm20.9 μm32.7 μm
30–50 mm15.6 μm25.0 μm39.0 μm
50–80 mm18.6 μm29.7 μm46.4 μm

Calculado a partir de la fórmula de la unidad de tolerancia estándar ISO 286-1, i = 0.45·D^(1/3) + 0.001·D (D = media geométrica del rango de tamaños, en mm). Esto da la amplitud de la tolerancia únicamente — las letras de desviación fundamental (H, g, k, p, s…) que determinan la posición de la zona no están cubiertas por esta tabla de referencia.

EJEMPLO RESUELTO

Prensado de un buje sobre un eje de 0.75″

Un buje de acero (1.5″ de diámetro exterior) se prensa sobre un eje de acero de 0.75″ con una interferencia diametral de 0.001″ y una longitud de acoplamiento de 1″.

  1. p = Δ·E·(Do²−d²) / (2·d·Do²) = 0.001 × 30×10⁶ × (2.25−0.5625) / (2 × 0.75 × 2.25) ≈ 15,000 psi de presión en la interfaz.
  2. Par transmisible (f=0.15): T = f·p·π·d²·L/2 ≈ 1,988 in-lbf (165.7 ft-lbf).
  3. Antes de finalizar, verifique que 15,000 psi esté cómodamente por debajo del límite elástico de ambas piezas — esta herramienta no lo comprueba automáticamente.
  4. El método de montaje importa: un montaje con prensa hidráulica (f≈0.10–0.15) frente a un ajuste forzado en seco (f≈0.15–0.20) cambia la capacidad de par alcanzable incluso con la misma interferencia.

Lectura relacionada: Metalurgia y control de calidad →

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