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Cómo trazar el desarrollo de un cono o reducción de lámina (concéntrico y excéntrico)

Cuando la reducción no existe en catálogo o es de lámina (ductos, tolvas, transiciones de gran diámetro), se fabrica rolando un sector de corona circular. El trazo tiene tres números: dos radios y un ángulo. Con eso y un compás grande sale el patrón; lo demás es dividir el arco en marcas para rolar parejo.

Cómo se hace, paso a paso

  1. Toma el diámetro mayor D, el menor d y la longitud axial L del cono. Con lámina gruesa, usa diámetros a línea neutra (restando un espesor).
  2. Calcula la pared inclinada o slant: S = √(L² + ((D − d)/2)²).
  3. Radio exterior del sector: Ro = S · D / (D − d). Radio interior: Ri = Ro − S (= S · d / (D − d)).
  4. Ángulo del sector: θ = 180° · D / Ro (es el arco cuyo largo es π·D con radio Ro).
  5. Traza con compás los dos arcos de radio Ro y Ri desde un mismo centro, abarcando θ grados, y cierra con dos rectas al centro: ese es el patrón.
  6. Divide cada arco en N marcas iguales (paso = π·D/N en el mayor, π·d/N en el menor) para guiar el rolado y revisar la circularidad.
Fórmula
S = √(L² + ((D − d)/2)²)Ro = S · D / (D − d) · Ri = Ro − Sθ = 180° · D / Ro

D, d = diámetros mayor y menor (a línea neutra si la lámina es gruesa) · L = altura del cono · S = generatriz · Ro, Ri = radios del sector · θ = ángulo del sector.

Cono (D × d × L, mm)Slant SRoRiθ
600 × 400 × 300316.2948.7632.5113.8°
900 × 600 × 400427.21,281.6854.4126.4°
1,200 × 800 × 500538.51,615.51,077.0133.7°

Ejemplo resuelto

Reducción concéntrica de lámina: D = 600 mm, d = 400 mm, L = 300 mm.

Paso 1 — S = √(300² + 100²) = 316.2 mm

Paso 2 — Ro = 316.2 × 600 / 200 = 948.7 mm; Ri = 948.7 − 316.2 = 632.5 mm

Paso 3 — θ = 180 × 600 / 948.7 = 113.8°

Paso 4 — Comprobación: arco exterior = 2π × 948.7 × 113.8/360 = 1,884.4 mm = π × 600 ✓

Resultado: La placa mínima para el patrón es un rectángulo de unos 1,590 × 1,075 mm (la caja del sector). Si rotas el sector puedes acomodarlo en lámina de 1,220 de ancho; la app lo calcula.

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El excéntrico: un lado a plomo

En la reducción excéntrica los dos círculos no son concéntricos: una generatriz queda vertical (la larga, de longitud L) y la opuesta inclinada (la corta, √(L² + (D − d)²)). El desarrollo ya no es un sector de corona: es una figura cuyos dos bordes son curvas distintas y se traza por triangulación, dividiendo los dos círculos en N puntos y uniendo cada par con sus generatrices reales. La app hace la triangulación y da el patrón; a mano es el método de los triángulos del pailero.

Las reducciones de catálogo (B16.9) ya vienen formadas con take-outs de norma y no requieren patrón; el trazo es para lámina o para diámetros fuera de catálogo.

Errores comunes:

• Trazar con los diámetros exteriores en lámina gruesa: el cono sale grande por el espesor.

• Confundir el slant con la altura L: el radio del sector es el slant, no L.

• Rolar sin marcas de referencia: el cono queda ovalado y la costura no cierra.

Referencias: ASME B16.9 (reducciones de catálogo). Los valores son de referencia; la spec del proyecto y un ingeniero responsable validan la decisión.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el slant?

La longitud de la pared inclinada del cono, de borde a borde: la hipotenusa de la altura y de la mitad de la diferencia de diámetros.

¿Por qué a línea neutra?

Porque al rolar, la fibra media no se estira ni se comprime; con lámina de 6 mm o más el patrón se traza con los diámetros medios.

¿Cómo saco el patrón de un excéntrico?

Por triangulación: dividiendo los dos círculos en el mismo número de puntos y desarrollando las generatrices reales una a una. La app lo hace; a mano es laborioso pero es el método clásico.

¿Se puede hacer un cono en una sola pieza?

Si el patrón cabe en la lámina. Si no, se parte en dos o más sectores iguales y se suman las costuras.

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