Table des Matières
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3.2
Fuerza de cierre estática
En los platos, la carrera axial del tirante se transforma en carrera radial
de las garras base por medio de un sistema con planos inclinados.
La "Fuerza de tracción" se transforma por los planos inclinados en una
"Fuerza de cierre" muy superior que, aplicada a la pieza, suministrá el
par de arrastre necesario para contrarrestar el par de corte de las herra-
mientas durante la mecanización de la misma pieza.
La "Fuerza de cierre estático máxima" (Fsmax) y la "Fuerza de tracción
máxima" (Ftmax) están indicadas en las características técnicas e inci-
sas en la cara de cada plato.
Para permitir un sencillo cálculo de las "Fuerzas de cierre estático" (Fso)
a cada "Fuerza de tracción" (Ft) introducimos el coeficiente K que es
característico de cada plato y cuyo valor puede racavarse de los datos
técnicos indicados en los catálogos e incisos sobre la cara.
K =
Por tanto, a cada valor de Ft, corresponderá un valor Fso según la
fórmula:
Ejemplo: Para 1 plato diámetro APD 215 de 3 garras deseamos deter-
minar Fso para Ft=30kN:
Fsmax
112 kN
K = –––––––– = –––––––––––– =
Ftmax
42 kN
El coeficiente K se ha determinado experimentalmente en los platos
nuevos, limpios y adecuadamente engrasados con grasa específica
AUTOBLOK K 67.
IMPORTANTE: Es importante mantener siempre el plato abundan-
temente engrasado con grasa AUTOBLOK K 67.
Es importante disponer de un dinamómetro SMW-AUTOBLOK tipo
339H para el control de la fuerza de bloqueo estática
3.3
Fuerza de bloqueo dinámica y Fuerza centrífuga.
Normalmente los platos se utilizan, en modernos tornos de C.N.C., a
elevadas velocidades de rotacíon.
Con el plato en rotación, todas las piezas que no están ancladas radial-
mente, o sea, las garras base, las tuercas en "T", los tornillos y las
mordazas de cierre están contrapuestas a una "Fuerza centrífuga" que
tiende a disminuir la "Fuerza de cierre" en toma exterior (y a aumentarla
en toma interna).
Si tiene por tanto para cada velocidad, una correspondiente "Fuerza de
cierre dinámico" (Fsd) que se determina como sigue:
Fsd = Fso - Fct
en donde:
Fsd [kN] = Fuerza de cierre dinámica teórica
Fso [kN] = Fuerza de cierre estática
Fct [kN] = Fuerza centrífuga teórica
La "Fuerza centrífuga teórica" se calcula como sigue:
Fct = M · R ·
en donde: M [Kg] = Masa de garras base + mordazas + tuercas + tornillos
R [m] = Radio baricéntrico de la masa "M"
[rad/sec] = Velocidad angular del plato.
Para proceder a los cálculos es necesario descomponer el "momento de
masa" M · R como sigue:
M · R = (m
en donde: m
[Kg] = masa de 1 garra base y relativos tuercas y tornillos
1
r
[m]
= radio baricéntrico de la masa m1
1
m
[Kg] =masa de 1 mordaza sobrepuesta
2
r
[m]
= radio baricéntrico de la masa m2
2
Z
= número de garras del plato (2 - 3 ó 4)..
Los valores de m1 · r1 se reflejan en la siguiente tabla:
Plato
APLD-APLM
APRD
Ø
APC
APD-APM
APRC
170
0.027
0.027
0.035
215
0.059
0.059
0.072
260
0.105
0.10
0.13
315
0.19
0.18
0.24
400
0.47
0.44
0.54
Los valores de m2 · r2 son la masa y el radio baricéntrico de las garras única-
mente y pueden determinarse fácilmente por el usuario (para las garras
duras standard el peso y el baricentro están indicadas en los catálogos).
50
INSTRUCCIONES Y NORMAS DE SEGURIDAD
Fsmax
Fso
––––––-- = –––––
Ftmax
Ft
Fso= Ft . K
2,67 ; Fso= 30 . 2,67 = 80 kN
2
· r
+ m
· r
) · Z
1
1
2
2
Modelos
NTM
NTLM
NTC
NTLC
NTD
NTLD
-0.029
-
-0.029
-
-0.050
-
-0.050
-
-0.115
0.055
-0.12
-0.06
-0.17
-0.07
-0.18
-0.08
-0.40
0.21
-0.43
-0.24
Ejemplo: Para un plato APD 215 de 3 garras, con garras blandas norma-
les, en la posición mas exterior pero no saliente del diámetro exterior, a la
velocidad de 4.000 R.P.M., el cálculo es el siguiente:
Fct = M · R ·
= –––– · n
30
por tanto la Fuerza centrífuga teórica es:
Fct = (0,059 + 0,043) · 3 · 419
A continuación de los rendimientos internos del plato, la "Fuerza centrí-
fuga real" (Fca), medida experimentalmente es de aproximadamente el
0,7 de la teórica por lo tanto tenemos:
y por tanto la "Fuerza de cierre dinámica efectiva" será:
Ejemplo: Prosiguiendo el ejemplo anterior, tenemos la "Fuerza centrífuga
real":
y la "Fuerza de cierre dinámica efectiva":
este valor se encuentra en el diagrama del plato APD 215-3 garras..
IMPORTANTE: Con garras de dotación normal, no superar NUNCA
la volocidad máxima permitida.
IMPORTANTE: En caso de que se utilicen garras especiales más
pesadas que las normales o en posición más exterior, es necesario
calcular la Fca y la Fsa y en consecuencia disminuir la velocidad.
IMPORTANTE: Es aconsejable disponer de un dinamómetro dinámico
SMW-AUTOBLOK tipo DGM 270 para la medición de la "Fuerza de cierre
dinámico efectivo" en manera de poder verificar por cada velocidad las
condiciones de cierre en seguridad.
3.4
Par de arrastre
Para aclarar el concepto de "Par de arrastre efecti-
vo", partimos de la "Fuerza de cierre dinámico
efectiva" tratada en el punto 3.3.
cierre actua radialmente sobre la pieza y, para
poder crear un par, la misma debe transformarse
en "Fuerza de arrastre efectiva" (Fra), que actua
tangencialmente sobre la pieza multiplicándola por
el coeficiente de rozamiento "f"
A continuación indicamos a los valores medios relativos al coeficiente de
rozamiento "f" para los diversos tipos de garras de bloqueo y de superfi-
cie de la pieza.
Tabla 3 - Coeficiente de rozamiento "f"
CONDICIONES DE AMARRE
Garras blandas torneadas
Garras duras (dentado cuadrado)
Garras duras (dentado en punta)
Garras con insertos en carburo
El par de rozamiento viene determinado por el producto de la fuerza de
arrastre por el brazo b (radio de bloqueo) (ved dis. 4).
Para las mecanizaciones en tornos, con pieza en rotación, es necesario
considerar el "par de arrastre dinámico efectivo" (Tda) que se determina
por el producto de la "Fuerza de arrastre efectivo" (Fra) por el radio de
NTRD
bloqueo (b).
NTRC
-0.021
en donde: Tda [N·m]
Fra [N]
-0.038
b
Ejemplo: cierre con un plato APD 215 de 3 garras con velocidad 4.000
-0.09
r.p.m. en operaciones de acabado con garras blandas sobre pieza
mecanizada (f=0,1) con bloqueo sobre diámetro 160mm. (b=0,08m):
-0.12
Fra = Fsa · f = 74 · 0,1 = 7,4 kN = 7400 N
-0.33
Tda = Fra · b = 7400 · 0,08 = 592 Nm.
Caculado el par de arrastre dinámico efectivo es necesario determinar el par
de corte (Tz) generada por la mecanicación de las herramientas sobre la pieza
y verificar que la misma sea por el menos 2,5 veces inferior a la Tda o sea:
. r
2
= (m
+ m
· r
) · z ·
1
1
2
2
m
· r
= 0,059 Kg · m (vedi tabella)
1
1
m
· r
= 0,72 · 0,060 = 0,043 Kg · m
2
2
3,14
= –––––– · 4.000 = 419 rad/sec
30
= 53700 N ≅ 54 kN
2
Fca ≅ Fct · 0,7
Fsa = Fso - Fca
Fca ≅ Fct · 0,7 ≅ 54 · 0,7 = 38 kN
Fsa = Fso - Fca = 112-38 = 74 kN
La fuerza de
Fra = Fsa . f
Pieza en bruto
0,15
0,20
0,40
0,60
Tda = Fra · b
= Par de arrastre dinámica efectiva
= Fuerza de arrastre dinámica efectiva
[m]
= Radio de bloqueo
Tda ≥ 2,5 . Tz
2
fig.4
Pieza mecaniza
0,1
0,12
0,25
-
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