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
- 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).
- Calcula la pared inclinada o slant: S = √(L² + ((D − d)/2)²).
- Radio exterior del sector: Ro = S · D / (D − d). Radio interior: Ri = Ro − S (= S · d / (D − d)).
- Ángulo del sector: θ = 180° · D / Ro (es el arco cuyo largo es π·D con radio Ro).
- 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.
- 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.
S = √(L² + ((D − d)/2)²)Ro = S · D / (D − d) · Ri = Ro − Sθ = 180° · D / RoD, 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 S | Ro | Ri | θ |
|---|---|---|---|---|
| 600 × 400 × 300 | 316.2 | 948.7 | 632.5 | 113.8° |
| 900 × 600 × 400 | 427.2 | 1,281.6 | 854.4 | 126.4° |
| 1,200 × 800 × 500 | 538.5 | 1,615.5 | 1,077.0 | 133.7° |
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.
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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