Calculo y Diseño Puente Grúa Birrail

DISEÑO Y CALCULO DE PUENTE GRUA BIRRAIL ELEVACION ELEVA CION Y TRANSPORTE

MAQ. DE

PUENTE GRÚA BIRRAIL CON CARRO ABIERTO DE REDUCTORA

INTRODUCCIÓN Para obtener obtener un rendimien rendimiento to en la producci producción ón que sea adecuada adecuada al crecimiento crecimiento de la demanda demanda de nuestra nuestra región se hace necesari necesario o del uso de de una maquinari maquinaria a que tenga una capacidad adecuada para soportar soportar dicho crecimiento. crecimiento. Un sistema transportador es usado cuando materiales deben ser movidos en cantidades cantidades relativamen relativamente te grandes entre localizacione localizaciones s específicas específicas sobre un trazo fijo. Mas sistemas transportadores son poderosos para mover las cargas a lo largo del camino; otros transportadores usan la gravedad para causar que la carga viaje de un punto elevado a otro punto más abajo os aparatos ! máquinas para elevar cargas del tipo de puente" debido a su estructura ! forma de operar resultan mu! convenientes para su uso en talleres. #l transporte de materiales en el taller es tan necesario" que !a no puede subsistir un taller taller compet competiti itivo vo sin su respect respectivo ivo equipo equipo de elevac elevación ión ! transp transport orte" e" los aparatos más generalizados para tal efecto son los $gr%a pórtico birrail&" gracias a que circulan por vías elevadas" dejando libre toda la superficie del suelo del taller o de la parte e'terior" de modo que el trabajo ! el tránsito sobre el suelo pueden efectuarse sin estorbos.

1. MA MARCO RCO REFE REFEREN RENCIA CIAL L DEL PROY PROYECT ECTO O as gr%as pórtico son para multitud de usos ! servicios" utilizadas en su ma!oría en el e'terior de naves por sus dimensiones. (ambi)n (ambi)n se emplean cuando la estructura e'istente no está preparada para el apo!o de gr%a alguna" o bien para aprovechar el interior ! con salida al e'terior. *u ma!or empleo es en prefabricados de hormigón ! de piedra natural" en caldererías ! astilleros para la manipulación de grandes cargas ! vol%menes. Mu! utilizados en obras hidráulicas" pantanos ! estaciones de bombeo. (ambi)n (ambi)n su uso viene vinculado a la duración du ración de una obra obr a itinerante de una duración determinada.

RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ALVARITO ING. ELECTROM ELECTROMECANICA ECANICA


MAQ. DE

#s necesaria una cimentación adecuada a la carga ! luz de la máquina ! carriles para la rodadura tipo ferrocarril.

1.1PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.2 JUSTIFICACION.-

Un sistema transportador es usado cuando los materiales deben ser movidos en cantidades relativamente grandes os sistemas transportadores son poderosos para mover las cargas a lo largo del camino; otros transportadores usan la gravedad para causar que la carga viaje de un punto elevado a otro punto más abajo. os os apara aparato tos s ! máqu máquin inas as para para eleva elevarr carga cargas s del del tipo tipo pórti pórtico" co" debido debido a su estructura ! forma de operar resultan mu! convenientes " se emplean cuando la estructura estructura e'istente no está preparada para el apo!o de gr%a alguna" o bien para aprovechar el interior ! con salida al e'terior" su uso en talleres.

2. OBJETIVOS DEL PROYECTO.

2.1 Objet!" #e$e%&'



MAQ. DE

#s necesaria una cimentación adecuada a la carga ! luz de la máquina ! carriles para la rodadura tipo ferrocarril.

1.1PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.2 JUSTIFICACION.-

Un sistema transportador es usado cuando los materiales deben ser movidos en cantidades relativamente grandes os sistemas transportadores son poderosos para mover las cargas a lo largo del camino; otros transportadores usan la gravedad para causar que la carga viaje de un punto elevado a otro punto más abajo. os os apara aparato tos s ! máqu máquin inas as para para eleva elevarr carga cargas s del del tipo tipo pórti pórtico" co" debido debido a su estructura ! forma de operar resultan mu! convenientes " se emplean cuando la estructura estructura e'istente no está preparada para el apo!o de gr%a alguna" o bien para aprovechar el interior ! con salida al e'terior" su uso en talleres.

2. OBJETIVOS DEL PROYECTO.

2.1 Objet!" #e$e%&'


DISEÑO Y CALCULO DE PUENTE GRUA BIRRAIL ELEVACION ELEVA CION Y TRANSPORTE •

•

MAQ. DE

+ise,ar una gr%a pórtico birrail con carro abierto de reductora con una capacidad de - toneladas. Mostrar los conocimientos adquiridos en la carrera de ingeniería mecánica en la realización de dise,os prácticos acorde del requerimiento local.

2.2 Objet!"( E()e*+,*"(

•

+ibujo +ibujo de planos ! especificaci especificación ón de partes del transportador transportador de elevación elevación /gr%a pórtico birrail0 1esistencia ! seguridad de todas las piezas.

•

+istribución uniforme de las cargas en las ruedas de la gr%a pórtico birrail.

•

 *eleccionar el tipo de gancho  *eleccionar el polipasto  *eleccionar el cable  +ise,o del tambor soldado  +ise,o del bastidor del carro  2alculo de las ruedas el carro  *elección de la riel  *elección del motor el)ctrico ! del reductor para la traslación de la gr%a

 2alculo de la potencia del motor de elevación  *elección de acoples  2alculo de las ruedas del puente  selección de la riel  +ise,o de cálculo la viga principal RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ALVARITO ING. ELECTROM ELECTROMECANICA ECANICA


MAQ. DE

 +ise,o ! cálculo de la viga secundaria  2alculo" selección ! dimensionamiento de las correas ! poleas.  +ise,o de la estructura principal  Utilización de soft3are especializado en dise,o /456#5(71 899" :U(72:+ 8990. 8990.

. ASPECTOS GENERALES UE CARACTERI/AN EL PROYECTO

+e manera general el puente gr%a es un dispositivo dispositivo que corresponde al grupo de máquinas máquinas de elevación elevación ! transporte; transporte; por lo que le!es" conceptos" teorías teorías básicas" básicas" a cerca cerca de su dise dise,o ,o"" cálc cálcul ulo o ! const construc rucci ción ón son son desa desarro rrollllad ados os en trat tratado ados s relativos al tema. *e tienen los siguientes puntos de vista constructivos de carácter general

 1esistencia ! seguridad de todas las piezas.  <ácil acceso ! desmontaje de las piezas" en especial del tambor para cable" frenos ! ruedas.  Montaje cómodo ! fácil alineación de las distintas piezas.

 :mplio uso de cojinetes de rodamientos.  2omo medio de elevación solo cabe considerar" en la actualidad" el cable de alambre.

.1. ESPECIFICACIONES FUNCIONALES.-

#l movimiento longitudinal se lleva a cabo mediante la translación de la viga principal o puente a trav)s de los carriles elevados. #n la práctica totalidad de los casos" la rodadura es por ruedas metálicas sobre carriles" tambi)n metálicos. #l movimiento transversal se realiza mediante el desplazamiento de un polipasto o carro sobre uno o dos carriles dispuestos sobre la viga principal. 2omo en el caso anterior la rodadura es para todos los casos de tipo acero = acero.


DISEÑO Y CALCULO DE PUENTE GRUA BIRRAIL ELEVACION Y TRANSPORTE

MAQ. DE

#l movimiento vertical se ejecuta a trav)s del mecanismo de elevación polipasto o carro.

.2. ESPECIFICACIONES FINALES

#l dise,o de la parte estructural /viga móvil" viga fija" bastidores" estructuras soldadas0" tiene sus principios para dimensionamiento ! construcción en todos los tratados a cerca de estructuras metálicas ! estabilidad de las construcciones.

0. MARCO REFERENCIAL TECNICO

0.1 PARMETROS PRINCIPALES

os datos de partida para el dise,o se determinaron eterminaron de las condiciones iníciales #l objetivo del pro!ecto será satisfacer las siguientes necesidades 2apacidad de la carga :ltura de elevación uz 6elocidad de elevación 6elocidad de cierre 6elocidad de traslación transversal

4g > - ton. ? > 9m  > [email protected] 6e > 9AmBmin. 6c > 8mBmin. 6t > 8AmBmin. de @ C

+uración de cone'ión del motor elevación +uración de cone'ión del motor de cierre

8A C

. SISTEMAS

S(te3& 4e e'e!&*5$.D #ste sistema cumple la función de elevar ! bajar la carga de manera vertical" garantizando precisión en los movimientos. RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA


MAQ. DE

 S(te3& 4e t%&('&*5$ .- #s aquel que se encarga de mover en forma transversas el polipasto

S(te3& 4e t%&$(3(5$ 4e )"te$*&.- #n este sistema se encuentran los motores reductores o motores los cuales son los encargados accionar el puente gr%a.

6. SUBSISTEMA

 S7b((te3& 4e e(t%7*t7%&'.- #ste sistema encierra la parte estructural del puente gr%a.

8. CALCULO DE PUENTE GRUA BIRRAIL CON CARRO ABIERTO

8.1. CONSIDERACIONES PREVIAS

Por tratarse de un equipo mu! requerido en cualquier fábrica donde se realice el ##6:2475 E (1:*P71(#" será realizado principalmente tomando los siguientes aspectos •

(iempo

•

2ostos

•

+isponibilidad de material

•

2ondiciones de operación

 Material de trabajo  :mbiente de trabajo  7peraciones críticas. •

*eguridad del equipo

•

Mantenibilidad /desmontabilidad0.

RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA


MAQ. DE

8.2. MATERIAL DE TRABAJO

#ste aspecto es determinante por tratarse de un material no abrasivo" los elementos que más e'puestos se encuentran a este equipo de desgaste son los rodillos de traslación longitudinal ! trasversal.

8.. AMBIENTE DE TRABAJO Principalmente el medio circundante es limpio ! seco el cual no afectara a los diferentes tipos de sistemas de la maquina.

8.0. SEGURIDAD DEL EUIPO Para precautelar la integridad de todo el equipo se deberá cortar el flujo corriente para cuidar los diferentes sistemas de la maquina.

9. SELECCIÓN DEL MECANISMO I/AJE

a clasificación de los polipastos en grupos es el sistema que permite seleccionar los aparatos en función de las necesidades de seguridad. RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA


MAQ. DE

#l grupo al que pertenece un mecanismo queda determinado por : 2:*# +#
2∗recorrid medio del gancho ∗ N ° de ciclos por Hr ∗horas de . por dia 60∗velocodad de elevacion ( m / min)

2apacidad de la carga - Fgrs. (ipo de carro birrail :ltura de elevación 9 metros 1ecorrido medio del gancho G m 6elocidad de elevación 9AmBmin. 5umero de ciclos por hora estimados G ciclos ?oras de funcionamiento por día A horas #stado de solicitación Pesado

8HG HG H A tm > > "I999 horas J H 9A *eg%n la tabla de clasificación tenemos que el grupo resultante que es M@ /9:m0 (omando en cuenta los datos del catálogo K? para polipasto con una capacidad @ Lg.

9.1. SELECCIÓN DEL POLIPASTO CARRO ABIERTO

Para escoger este tipo de polipasto debemos tener en cuenta la capacidad de carga que tiene el puente gr%a. (eniendo en cuenta que la capacidad a dise,ar es de - ton. > - Fg. *e selecionara un polipasto con capacidad de @ ton > @ Lg



MAQ. DE

Una vez escogido el polipasto adecuado debemos que tomar en cuenta las dimensiones.



:. DISE;O DEL GANC

MAQ. DE


MAQ. DE

#l n%mero de ciclos ! la capacidad de un aparato de elevación estarán determinados por las velocidades de los diferentes movimientos ! por el tiempo necesario para enganchar ! desenganchar la carga. Por ello es tan importante que la carga no pueda escaparse del gancho. Por ello hemos escogido ganchos de seguridad" que están provistos de un cierre de seguridad que impide a la eslinga salirse del gancho. Para descolgar la carga" se retira el cierre a mano. Para las cargas importantes se prefieren ganchos dobles. #l momento de fle'ión má'imo se obtiene admitiendo que las eslingas están separadas al má'imo /> @AN0"

:.1. E' 3"3e$t" ,'e*t"% e(= Q M f =

2

∗sin ( + β ) ∝

cos α

+onde O>- Lg; carga má'ima a elevar > eslingas están separadas al má'imo /> @AN0 >8A N Q M f =

2

∗sin ( 45 + 25 ) cos 45

=19933,89 Kg / cm2

+e la tabla 9Q/?. #rnest :P:1:(7* +# ##6:2475 E (1:5*P71(#" (7M7 440 seleccionamos un gancho doble bruto de forja seg%n la +45 JGI" de las siguientes características 2arga %til Pesos a 3 ongitud

> > > > >

- Fg 8GJ Lg. 8 mm 9JA mm I8 mm



+s

>

MAQ. DE

9Q8 mm

:.2. D(e>" 4e '& *&be?& 4e' #&$*@" ("3et4" & e(,7e%?" *"%t&$te !e%t*&'

KQ KQ τ = = A πde

O > - Lg RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA


MAQ. DE

+ > 9"JA cm; diámetro del cuello del gancho e > 9"A cm; espesor de la cabeza del gancho F>9"-; factor de choque

 1:8 #*32

1. D(e>" 4e' C&b'e

(omando en cuenta la bibliografía debemos tomar en cuenta las siguientes constantes para poder calcular el diámetro del cable

1.1. D3et%" 4e' *&b'e.

a vida de un cable en elevación de pende de factores inherentes por una parte a la fabricación del cable /factores internos0 ! por otra parte" a las características del aparato ! a las condiciones de enrollamiento del cable /factores e'ternos0. os principales factores e'ternos son el esfuerzo de tracción" los diámetros de las poleas" el tipo ! el n%mero de ciclos de trabajo. 2onsiderando la dificultad que para el fabricante supone tener en cuenta la influencia de estos diferentes factores" es preferible sencillamente determinar el diámetro min dmin del cable como sigue. #l diámetro del cable se determina de la formula general

d min =k ∗√ S

+onde L > #s una constante que se da debido al uso que le daremos al puente gr%a que este caso será para chatarra de fundición.

  8 2oeficiente seg%n tabla I /?. #rnest. :paratos +e #levacion E (ransporte (omo 40 RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA


MAQ. DE

+onde * se calcula de la siguiente manera S =

Qu

+

Qes

+

F a

i *η

Qu

> 2arga má'ima nominal del aparato /- Lg0 Qes

> Peso propio del aparejo o elemento de suspensión de la carga. (omando en cuenta que el aparejo es de J cables por lo tanto de J poleas /8- Lg0 i

> 1elación de aparejo /@0 η

> 1endimiento del aparejo /QG C0 F a

>
30000 + 230 +( 0,2∗30230 ) 4∗ 0,98

S  :209 (enemos d =0,37∗√ 9254,08

4  : 33

Ot%& 3t"4" 4e *&'*7'&% e' 43et%" 4e' *&b'e.

2arga má'ima a elevar

O > - Lg

1endimiento del aparejo móvil

η >

(ensión del cable

OB8 η > 9A-J"98 Lg


QGC


MAQ. DE

5>A

(ensión de selección de cable T s=  t ∗ N T s=15306,12∗5

T(  866 # P"4e3"( !e%,*&% H7e ''e#&3"( & e'e#% e$ 3(3" t)" 4e *&b'e )"% '"( 4"( 3t"4"(. (omando en cuenta el diámetro del cable calculado escogemos seg%n la norma un determinado cable con las siguientes características.



MAQ. DE

2omo el diámetro es demasiado grande podemos dividirlo entre el numero de cables que queremos obtener" con el mismo diámetro el cual distribuirá la carga en partes iguales. #n este caso trabajaremos con el diámetro obtenido" para la elección del cable.

4  6 33 +e la tabla de 2:R#* M#(:427* *UKU5 : +45 JAA" tenemos un diámetro de

4  8 33 #l cable es de J cordones S -I hilos T 9 alma te'til /J ' -I > 888 hilos T 9 alma te'til0 +iámetro del cable > -I mm +iámetro del hilo > 9.I mm *ección metálica del cable > A-.Q mm 8 Peso del cable > @"IG LgBm 1esistencia del cable > GJ LgBmm 8 RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA


MAQ. DE

Para obtener dimensiones más peque,as de los cables" podemos dividirlo entre J el diámetro obtenido" de ese modo reducimos el diámetro del cable" ! trabajamos con un aparejo de J poleas" como en la fig. *iguiente.

42  8  6  62 33 4  1 33 $"%3&'?&$4"



MAQ. DE

1.2. D3e$("$e( 4e' t&3b"%

Para nuestro pro!ecto usaremos un tambor soldado porque resultan más económicos en diámetros grandes que los tabores de fundición" son más livianos" permiten una reducción económica considerable. a vida de un cable es tanto más larga cuanto ma!or sea el diámetro del tambor. a norma U5# AGDQ9AD-9QQ8 establece que el diámetro del tambor se determina de la siguiente manera Por otra parte sabemos que el diámetro mínimo es. !=18∗d

d > diámetro del cable > -A"J mm + > 9G S -A"J

D3$  60 *3 a norma U5# AGDQ9AD-9QQ8 establece que el diámetro del tambor se determina de la siguiente manera RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA


MAQ. DE

!= c √ S

*eg%n bibliografía tenemos c

>Q * > Q8I

!= 9∗√ 9270

D  966 33 Ea que nuestro diámetro es demasiado grande" podemos dividirlo el esfuerzo entre J ! podremos obtener diámetros menores para J cables. * > 9A@8 != 9∗√ 1542

D  0 33  0 *3

1.. N73e%" 4e e()%&( 4e' *&b'e Para calcular el n%mero de espiras del cable se debe tomar en cuenta lo siguiente n=

L Dπ

:ltura de elevación > 9 m L

> ongitud del cable a enrrollar > 8S 9 m > 8 m

+ > diámetro del tambor > -A-"I mm /diámetro menor obtenido0 n °=

20 0,353∗π



MAQ. DE

$K  19 Para mejor fijación del tambor se aumentara 8 espiras muertas más. #ntonces el n%mero de espiras será.

$K  19 2 $K  2 e()%&( 1.0. D(t&$*& e$t%e #&%#&$t&( a duración de vida de un cable depende no solamente del diámetro del tambor sino de la presión que e'iste entre cable ! garganta. a vida aumenta cuando la presión disminu!e. #l paso ! las otras dimensiones de las gargantas se pueden elegir seg%n la tabla 9-/aparatos de elevación ! transporte ?. #rnest.0 *eg%n la tabla tenemos s > distancia entre centros r > radio de la garganta a > distancia entre el centro del cable ! la ranura. Para el diámetro del cable 9-mm tenemos

P&%& 7$ 43et%" 4e *&b'e 4 86  62 33; se tienen las siguientes dimensiones Por lo tanto nosotros hemos tomado estas dimensiones para las ranuras del tambor +iámetr o del cable

( % 4

9

12 . 1

9-

9J

88

8I

--

@

@@

9A I 9.A

9G Q 8

88 9.A 8.A

-9 9A -.A

-I 9G @

@A 88 A

@Q 8@ J

1adio de la garganta 98 mm +istancia entre centros A"A mm +istancia entre centro de cable ! ranura 9 mm



MAQ. DE

1.. E()e("% 4e '& )&%e4 4e' t&3b"% ("'4&4& #l espesor de la pared del tambor se determina en función al diámetro del cable ! al diámetro del tambor" en este caso adoptaremos la tabla 9@ (eniendo en cuenta el diámetro del cable que se adoptara es 9 mm. #l espesor del tambor será

< 3+$3"  6 33 < &(734"  9 33 1.6. L"$#t74 4e' t&3b"%. #ste cálculo se lo hace en relación del n%mero de espiras ! el diámetro del tambor. "=n∗s

n > numero de espiras > 8 s > radio de garganta del tambor  > 8S98

L  20 33  20 *3 1.8. L"$#t74 4e *&b'e %eH7e%4" & e$%%"'&% e$ e' t&3b"% 4e &*e%". c >  S + S s c >  S -A-S 98

L*  188 33 L* t"t&'  1  6 3  8:.9 3 1.9. Dete%3$&*5$ 4e '"( e(,7e%?"( &43(b'e( *"$ T&3b"% 4e A*e%" #sfuerzo a 2ompresión de parte arrollada σ = 0.5

# =

S hs

0,5∗9254 0,19∗12



MAQ. DE

  22:0 #*32 #sfuerzo a
=

0.96 ∗ S 4

√

# fa =0,96∗9254∗4

1

D 2 ∗ h6

1 2

353

∗0.196

,&  118 #*32

1.:. C&'*7'" 4e' 43et%" 4e' eje 4e' t&3b"%.

Para el dimensionado del eje del tambor" primero determinaremos las solicitaciones a las que está sometido" ! posteriormente verificaremos que presentan una seguridad suficiente respecto a la rotura ! a la fatiga.  t 1+  t 2=

M d 2

+onde carga %til T peso del aparejo" gancho" cable. - T 8A T -G8"@ > 620 N Par requerido. M 2=

M 2=

9550∗ $

n2

9550∗7,5 27,28

M2  262 N3 RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA


MAQ. DE

Por tanto. d=

(

d=

(

)

M 2  t 1 +  t 2

)

2625,55 30632

2

4  1810 3  1810 *3  1810 33

11. M"t"% 4e E'e!&*5$

*eg%n el tipo de carga ! para -m.s.n.m Par de aceleraciónD(iempo de arranque

11.1. C'*7'" 4e '& )"te$*&

Para elegir el tipo de motor hemos de basarnos en la potencia de r)gimen" es decir la potencia que da el motor para levantar o desplazar la plena carga a velocidad normal de r)gimen" despu)s del periodo de aceleración. Q∗¿%

Por medio de la formula siguiente

N =

N =

30000∗15 102∗0,85 30000∗20 102∗ 0,85

102∗&

N =¿

=5,19 k'

=6,92 k'

Potencia nominal 6elocidad de elevación /9A mBmin0 V Pn A"9Q F3 6elocidad de cierre /8 mBmin0 V Pn J"Q8 LW



MAQ. DE

Por lo tanto" escogemos un motor el)ctrico asíncrono trifásico con freno. os datos t)cnicos de este motor son (eniendo en cuenta que es más económico ! rápido escoger o comprar un motor reductor que cubra todas e'pectativas necesarias. #n este caso escogeremos un motor reductor para el polipasto de carro abierto con una Potencia de

8   1
12. DISE;O DEL FRENO DE /APATA

#ste tipo de frenos son usados con frecuencia en máquinas de izaje.



MAQ. DE

: continuación veremos los parámetros que se deben tomar en cuenta para el dise,o. m=

2 M t

z ×ψ × q

M t =

Momento de torsión en el árbol de la rueda del trinquete en LgScm z =

numero de dientes de la rueda de trinquete

m=

Módulo de engranaje de la unión del trinquete en cm q=

kg cm

Presión lineal admisible a la fle'ión del diente

[ σ ] n =

/tabla I.9A0 2

kg cm

#sfuerzo admisible a la fle'ión del diente ψ

=

b

m

b

1elación entre el ancho del diente

/tabla I .9A0

! el modulo

m

/tabla I.9A0

*eg%n la bibliografía /*?UR45 tomo 440 debemos seleccionar algunos parámetros. #l material seleccionado es el @e%%" ,7$44" C0 12- 29 para el cual tenemos lo siguiente ψ

=

9.A q=

9A LgBcm

[ σ ] n = - LgBcm8 #l modulo es J ! el n%mero de dientes es 8 2

M t =

m ∗ (∗)∗* 2 2

M t =

6


∗20∗1,5∗150 2


MAQ. DE

Mt  1 #.*3

12.1. C&'*7'" 4e' ,%e$" *"$ *e%%e 4e 37e''e

M f f ∗ !∗& $1= l

∗l 1

2alculo del área del contacto de la zapata con la polea  =

π ∗ ! 360

∗+∗ β

B =

:ncho de la zapata

β =

:ngulo de contacto de la polea con la zapata D =

 =

+iámetro de la polea en mm.

π ∗200∗5∗70 360

F  619 *eg%n la tabla de presiones admisibles XpY en los frenos de zapata en la tabla I.9I. *eleccionamos un material de las superficies ?4#117 8 LgBcm Para regular la velocidad P > 9A LgBcm +iámetro de frenaje + > 8mm Momento de frenaje Mf > GLgSm



MAQ. DE

a holgura del admisible entre la zapata ! la polea se e'presa en la siguiente por la fórmula ,=

h1∗l1 2∗l

2∗,

h1

=

2∗0,8 0,4

l1 l

=

l1 l

l1 l

= 4

(eniendo todos los parámetros necesarios procedemos al cálculo de presión. $1=

8 0,7∗2∗0,9

∗0.04

P1  20 #*32

1. RELACIONES DE TRANSMISION 

Parámetros asumidos 6elocidad de elevación de la carga 6e > 9A mBmin 6elocidad del motor de accionamiento n9 > - 6elocidad tangencial del tambor 6t > 86e > - 6elocidad de rotación del tambor n4 =

n4 =

2∗v t 0,35∗ π

30 0,35∗ π



MAQ. DE

$2  2829 33-1 1.1. Re'&*5$ t"t&' 4e t%&$(3(5$ e$t%e e' 3"t"% 4e e'e!&*5$ Q e' t&3b"%

itot =

i=

n1 n2

n 1 3000 = n 2 27,28

  1::

1.2. P&% %eH7e%4" M 2 9550∗ $ M 2= n2

M 2=

9550∗7,5 27,28

M2  262 N3

10. C&'*7'" 4e '&( %7e4&( 4e' C&%%"

#mpezamos asumiendo un diámetro de la rueda seg%n la tabla @8 seg%n la norma +45 9A@J. (omando en cuenta la constante L definida por la tabla @ de acuerdo al uso al que será sometido el puente gr%a. L > J LgBcm 8 +e acuerdo con esa constante el diámetro correspondiente será + > @mm RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA

DISEÑO Y CALCULO DE PUENTE GRUA BIRRAIL ELEVACION Y TRANSPORTE b1

MAQ. DE

= 110

D2

=

440

r > 8mm 2

k =

$ adm 735000

$adm =√ k ∗735000 $adm= √ 60∗735000

P&43  66089 N332 :sí pues" el diámetro mínimo de las ruedas deberá ser de !min =

$ adm

( -−2 r )∗k

/(abla G0

K =60

/(abla R0 b > 8A r>G !min =

$ 6640,78 = ( -−2 r )∗ K ( 25 −2∗8 )∗60

!min =12,29 mm

1. Re((te$*& & '& %"4&47%&

*eg%n la tabla @9 la resistencia a la rodadura dada en Lg por tonelada de reacción. w=

Para ruedas sobre cojinetes de bronce > 9G.A LgBton RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA


MAQ. DE

w=

Para ruedas sobre rodamientos > -. LgBton

16. C&'*7'" 4e '& )"te$*& 4e' 3"t"% 4e t%&('&*5$.

(omando en cuenta el factor de marcha previa elección apro'imada seg%n tabla I f.d.m. > 8AC v > velocidad transversal > 8A mBmin K > Peso del carro transversal Z @I Lg O > 2arga a transportar > - ton > - Lg N . =

( /+ Q )∗'∗v 1000∗75∗&

N . =

( 30000+ 4700 )∗20∗25 1000∗75∗0,85 282   6

5o teniendo de menores valores el catalogo a utilizar. 7 en todo caso buscar o obtener otro catalogo para la elección" de acuerdo a lo requerido en lo calculado.



MAQ. DE

16.1. LA RELACION DE TRASMISION PARA EL SISTEMA DE TRASLACION TRANSVERSAL

+atos

nmotor > n nrueda > nitotal > n B nnmotor > -rpm nrueda > -A rpm

t"t&'  $  $  98

18. Se'e**5$ 4e '& !#& Te(te%& RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA


MAQ. DE

(omando en cuenta las dimensiones del puente gr%a escogemos el testero adecuado.

#n esta tabla podemos observar las dimensiones ! características del testero el seleccionado para nuestro caso.

19. Se'e**5$ 4e '& %7e4&



MAQ. DE

1:. Se'e**5$ 4e %e' #l tipo de riel del puente gr%a birrail es de tipo cajón este parámetro" es selección de dise,ante de acuerdo al uso que se la dará ! la capacidad del puente gr%a.

2. D(e>" 4e '& !#& )%$*)&'

2.1. Se'e**5$ 4e '&( 43e$("$e( as características de la viga seleccionada son las siguientes RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA


:lto

> a > 98 mm

:ncho

> b > A mm

#spesor

MAQ. DE

> e > 8 mm

2.2. Dete%3$&*5$ 4e '&( *&%#&( 4e' *'*7'" )&%& '& !#& )%$*)&' WT W T

=

WU + WC + W i + WM

+

WP + W A

=

Peso total. W U

=

Peso %til. W C =

Peso del aparejo. W i =

Peso del cable. W M

=

Peso motores Treductores. W P =

Peso del carro deslizante. W A

=

Peso adicional que considera el peso propio de la viga. 0 T =30000 + 250 + 377,62 + 301 +( 4800 ∗2)+ 15000 0 T =55530 Kg

2.. C&'*7'" 4e '& !#& )%$*)&' 2alculo de la flecha del puente +ebemos tomar en cuenta el coeficiente dinámico para ma!orar la carga RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA


MAQ. DE

ψ = 1.3 2oef.

#l puente gr%a está formado por dos vigas" motivo por la cual la carga se reparte en dos. $=Q ma1orada =

$=

30000 2

Q2til 2

∗3

∗1,3

$=19500 N

#legimos el perfil 4 =

1 12

4 1 =

∗(- 1∗a 13−- 2∗a 23)

1 12

∗( 500∗12003− 480∗1170 3 )

4 1 =9 5 27E9 mm

4 2 =

1 12

4

∗( 500 3∗1200− 4803∗1170 ) 4

4 2 =2 5 37E9 mm

0 =

4 1 a/2

0 1=

9,27E9 1200 / 2 3

0 1=15 5 45E6 mm


DISEÑO Y CALCULO DE PUENTE GRUA BIRRAIL ELEVACION Y TRANSPORTE 0 2=

MAQ. DE

2,37E9 500 / 2 3

0 2= 9 5 48E6 mm

2alculo del área de cortadura. A c 1=a∗( e∗2 ) A c 1=1600∗20∗2 2

A c 1=64000 mm

A c 1=500∗20∗2 2

A c 1=20000 mm

uz >  > 8@A mm 3

$∗ " # = 48∗ 6∗ 4 3

19500 ∗24500 # = 48∗2,1E4∗9,27E9

# =30 5 7

# ma7 =

24500 250

# =98

*e debe verificar que    Por lo tanto el perfil es válido.

21. APLICACIÓN DE LAS NORMAS FEM AL CLCULO DEL PUENTE



MAQ. DE

Peso propio *K > 8QQAI"J8 Lg 2arga total de servicio son - 5" pero al haber dos puentes *  > 9A 2arga de servicio * > 9A 2alculamos las fuerzas debidas a la aceleración •

Para el peso propio  =m∗a =

29957,62 9,8

 =672 5 518

•

∗0,2

N m

Para la carga de servicio  =m∗a =

 =336 5 73

15000 9,8

∗0,2

N m

1

68 =0 = ∗m∗v

2

2

 =

1 2

( 29957,62 +15000 )∗4

 =89915 5 24 N

68 =  ∗0,5 68 = 89915,24∗0,5 68 = 44957 5 62 N

2alculo de las fuerzas


DISEÑO Y CALCULO DE PUENTE GRUA BIRRAIL ELEVACION Y TRANSPORTE  1=

MAQ. DE

44957,62∗29957,62 300469,5

 1= 4482 5 30 N

 2 =

44957,62∗15000 300469,5

 2 =2244 5 36 N

2on los datos obtenidos podemos analizar que la viga escogida cumple los requerimientos solicitados.

EVALUACIÓN DEL COSTO DE FABRICACIÓN

1. INTRODUCCIÓN Para la determinación del costo del equipo se considera los siguientes costos parciales 2ostos directos se refiere al costo de mano de obra" el costo de la materia prima" el costo de elementos prefabricados ! costo de elementos adquiridos. #l costo de mano de obra se calcula multiplicando el tiempo requerido para su fabricación por el monto correspondiente a este tipo de proceso. 2ostos indirectos se refiere a aquellos que no pueden ser tomados en cuenta durante el proceso de fabricación.

2. COSTO DE PIE/AS ADUIRIDAS

#l costo de los materiales e insumos adquiridos es igual al precio de compra" el detalle del costo del material empleado se muestra en el siguiente cuadro =

4(#M 9

+#(:# Plancha de acero :4*4 98 de 9&


27*(7 U54(. -"AI [BLg


8

Rarra de acero para ejes :4*4 98 de 9&

MAQ. DE

9"JA [BLg

. COSTOS DE ELEMENTOS ADUIRIDOS LISTOS PARA SER MONTADOS

4(#M

+#(:#

27*(7 U54(.

9

Moto reductor

88 [ cBu

8

Perfil rectangular

I [Bm

-

2ables

98 [Bm

@

2ontactores

@ [ cBu

A

Pernos

9"A [ cBu

J

tuercas

"A [ cBu

0. COSTOS DE FABRICACIÓN Para realizar la cuantificación de los costos de fabricación se ha asociado los diferentes componentes del costo de fabricación en un solo estándar de fabricación para los diferentes trabajos que realizan .los componentes de fabricación son D Mano de obra D Utilización de máquina herramienta. os costos por una máquina herramienta se refiere a la amortización de la máquina herramienta por concepto de desgaste por utilización" general mente se calcula por el precio de adquisición del equipo por el n%mero de a,os de vida.



MAQ. DE

. COSTOS ASOCIADOS DE FABRICACION

PROCESO DE FABRICACION

COSTO POR
(orneado

98

98

(aladrado

I"A

*oldadura con arco

8

2orte por o'iacetileno

G

8A

:molado" lijado ! otros

A

6. COSTOS INDIRECTOS

os costos indirectos se calculan multiplicando el tiempo de operación por un estándar indirecto. +icho estándar se obtiene dividiendo los costos directos totales aplicadas al producto para un periodo de tiempo.

*e considera como costos indirectos a los costos imprevistos o los que no son tomados en cuanta en el proceso de fabricación como ser material de limpieza" trasporte" peque,as piezas.

#l costo indirecto se estima usualmente como un porcentaje del costo total de producción. #n el pro!ecto se tomara AC del costo total de producción.

I. COSTO DE FABRICACIÓN DEL EUIPO

#l costo directo de los elementos a fabricar localmente se determina en las hojas de procesos ! el costo directo de los elementos adquiridos será igual al costo de compra. RODRIGUEZ DELGADILLO ALVARITO ING. ELECTROMECANICA


MAQ. DE

#l resumen general de los costos de fabricación ! adquisición se muestra en el siguiente cuadro.

9. COSTO TOTAL DEL EUIPO

ITEM

DETALLE

9

Motoreductor

-

:po!os

@

CANTIDAD

COSTO UNIT. 

COSTO TOTAL 

-

Z 88

JJ

9A

9

9A

Perfil rectangular 98SA

J metros

98

I8

A

2ables

G metros

98

QJ

J

2ontactores

-

@

98

I

Pernos

@

9"A

J

G

tuercas

@

"A

8

T"t&'



:18 

Para determinar el precio de venta del equipo con la finalidad de comparar con uno similar de importación" se incrementara la utilidad de la empresa que es 8A C ! el impuesto 46: que por le! es 9- C" además se incrementa el impuesto a las transacciones que por le! es - C" considerando los factores anterior mente mencionado" en el siguiente cuadro se determina el costo de venta del equipo

C"(t" 4e ,&b%*&*5$ C"(t"( $4%e*t"(  Ot%"( )$t7%& 3"$t&je t%&('&4" et* Ut'4&4 2 IVA 1 t%&$(&**"$e( PRECIO TOTAL DE VENTA US


Q9I @AG"A 9 88Q8"A 99Q8"9 8IA"9

10992


MAQ. DE

2omparando con el costo de compra de una maquina similar de importación que esta alrededor de 98 D9@ [us.

E(te 4&t" @& (4" )%")"%*"$&4" )"% MERCADO LIBRE ...3e%*&4"'b%e.*"3 *e puede observar que el costo está :P17H4M:+7 al del costo de adquisición" por tanto el pro!ecto es justificable

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. OPERACIÓN DEL EUIPO

#l equipo opera de la siguiente manera a máquina tiene dos sistemas" sistema de elevación ! sistema de transporte #l sistema de elevación funciona con un motor ! reductor que está conectado a un polipasto que está instalada a un carro trasversal. #l sistema de trasporte tiene dos sub sistemas que son el de trasporte trasversal ! trasporte longitudinal.

8. ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO PARA LOS SISTEMAS DEL

PUENTE GRUA BIRRAIL

Para elaborar estrategias de mantenimiento para el sistema" se debe partir principalmente de realizar un diagnostico ! localización de fallas del sistema.

. DIAGNOSTICO Y LOCALI/ACION DE FALLAS



MAQ. DE

Para localizar sistemática de fallas ! su correspondiente solución permite reducir el tiempo necesario para la puesta en servicio del sistema de trasporte ! disminu!e tambi)n su tiempo de inactivación. #n un sistema de trasporte" los fallos pueden surgir en los siguientes lugares •

•

•

4nactivación de componentes de la maquina controlado por el sistema de elevación. 4nactivación de componentes de la maquina controlado por el sistema de trasporte trasversal. 4nactivación de componentes del sistema de trasporte longitudinal.

#s recomendable realizar el diagnostico de fallos inmediata mente despu)s surgir el primero de ellos" una vez localizado" deben adoptarse las medidas pertinentes para la reparación. +e este modo puede reducirse a un mínimo de tiempo de paralización de la maquina. a documentación debe de tener lo siguiente

       

2onstrucción efectiva del sistema #squema de distribución Plano de situación +iagrama de funciones Manual de instrucciones de servicio ista de piezas
#n t)rminos generales" la causa de los fallos pueden ser los siguientes #l desgaste se debe principalmente a las siguientes razones

      

#l medio ambiente Movimiento relativo de los componentes Mantenimiento deficiente Montaje deficiente. :garrotamiento de los elementos 1otura


MAQ. DE

0. MANTENIMIENTO

a vida %til ! fiabilidad de los sistemas de trasporte aumenta si los servicios de mantenimiento se efectuar sistemáticamente. #s recomendable preparar un plan de mantenimiento para cada sistema por separado" en dicho plan deberán especificarse los trabados de mantenimiento ! los intervalos de su ejecución.

. SEGURIDAD EN LAS MAUINAS

#ste punto es mu! importante mencionar en lo que se refiere a la seguridad de las maquinas ! como de las personas. 1equisitos necesarios para una seguridad suficiente de acuerdo con la práctica tecnológica del momento" para preservar personas ! bienes de los riesgos de instalación" funcionamiento" mantenimiento ! reparación de las máquinas.

.1. DESCRIPCIÓN DE PELIGROS GENERADOS POR LAS MUINAS= O%#e$ 4e' )e'#%"= • • • • • • • •

Mecánico #l)ctrico ()rmico :c%stico Por vibración Por radiación Por los materiales Por no respetar los principios de la ergonomía

a ergonomía estudia la relación del hombre con los objetos ! productos que ha de usar.



MAQ. DE

#l dise,o de máquinas" como productos usados por el hombre" ! dependientes de )l en muchos casos" no puede realizarse al margen de las consideraciones ergonómicas. 1elaciones hombre D máquina • • •

•

6isual :uditiva (áctil Postural

6. CONCLUSIONES

#l presente pro!ecto pretende aportar puntos de vista a cerca del dise,o ! la fabricación de maquinaria local compuesta por elementos mecánicos conocidos ! realizables en nuestro medio" una prueba clara de la viabilidad de este tipo de pro!ectos es el costo de fabricación que está EN APROIMACION del costo de importación de equipos similares" cu!as características constructivas ! de rendimientos son similares.

8. RECOMENDACIONES

as recomendaciones más importantes son •

Para lograr un buen funcionamiento garantizado de los componentes del sistema de elevación ! trasporte" si como lograr una larga vida %til del mismo" se recomienda realizar un tratamiento estricto de mantenimiento para estos sistemas.

•

:ntes de de la puesta en marcha se recomienda realizar pruebas con los sistemas.

9. BIBLIOGRAFIA


Calculo y Diseño Puente Grúa Birrail

Recommend Documents