¿Puede compararse un eje hueco con uno macizo solo por su diámetro exterior?

Respuesta breve

No. La distribución del material en la sección de un eje afecta a la rigidez y a las tensiones de torsión, no solo el diámetro exterior. Por tanto, un eje hueco y uno macizo de igual tamaño exterior requieren evaluaciones distintas. Esto importa al comparar variantes de ejes de generadores eólicos, incluso antes de considerar sus materiales o detalles de fatiga.

Use la propiedad de sección adecuada

Para un eje circular uniforme ideal, el segundo momento polar de área es proporcional al diámetro exterior elevado a la cuarta potencia menos el diámetro interior elevado a la cuarta potencia. Una sección maciza tiene diámetro interior nulo. Esta propiedad de área tiene unidades de longitud a la cuarta potencia; es distinta del momento de inercia de masa del rotor empleado en cálculos de aceleración y energía cinética.

Compare un par explícitamente hipotético

Si el diámetro interior es el 60% del diámetro exterior, la sección hueca ideal conserva 1 - la cuarta potencia de 0.6 = 0.8704, o el 87.04%, del segundo momento polar de área de la sección maciza. Su área transversal es el 64% del área de la sección maciza. Estas relaciones solo ilustran la distribución geométrica. No establecen el par admisible, la resistencia a la fatiga, la resistencia al pandeo ni un espesor de pared seguro para ningún eje real.

Solicite la comparación completa de los ejes

Solicite los diámetros exterior/interior, la longitud, el material, los detalles de la unión y los casos pertinentes de par/flexión/carga. Los chaveteros, los resaltes y las características de fabricación pueden determinar tensiones locales que el modelo de eje uniforme no contempla. Los recursos de selección de Ringfeder evalúan por separado las uniones de ejes huecos, lo que refuerza la importancia de la geometría del orificio en la interfaz. No se afirma ninguna construcción de eje de MARSTON. No sustituya un eje por otro hueco basándose en esta relación ni deduzca su capacidad de la reducción de peso; utilice la evaluación estructural y de la unión realizada por el diseñador para el caso real. En una unión, la pared de un eje hueco también puede deformarse bajo la presión radial de contacto. Por tanto, una comparación de secciones a torsión no resuelve la idoneidad de un ajuste por contracción o de un dispositivo de bloqueo sin chaveta en ese eje.