Cimentaciones en Maquinas

CIMENTACIONES CIMENTACIONES EN MAQUINAS

Las Las cime cimenta ntaci cion ones es de Maqu Maquin inar aria ias s requ requie iere ren n una atenc atenció ión n espe especi cial al del del ingeniero ingeniero ya que la operación operación de la maquinaria maquinaria del equipo equipo genera genera fuerzas fuerzas y  momentos dinámicos desbalanceados  A diferencia de las cimentaciones de edicación, que generalmente están sometidas a cargas estáticas o cuasi estáticas, las cimentaciones de maquinaria están sometidas frecuentemente a cargas cíclicas. La existencia de cargas cíclicas obliga a considerar el estado límite de sericio de ibraciones y el estado límite !ltimo de fatiga que si no se controla debidamente puede"

#. $mponer condiciones no confortables o imposibles de soportar en el personal que traba%a cerca de la máquina.  &. 'ausar da(o a la máquina o tuberías de conexión.  ). *roducir grandes asentamientos en la cimentación que pueden impedir el funcionamiento apropiado de la máquina. (DINAMICA DE SUELOS ; Dr. Ing. Jorge E. Alva Hurtado (2012))

 Algunos tipos de cimentación cimentación usados para maquinaria son" • 

+ipo bloque

• 

+ipo celdas

• 

e muros

• 

*orticadas

• 

'on pilotes

• 

-obre apoyos elásticos

• 

e soporte

LOS TIPOS DE MAQUINARIAS Y SUS CIMENTACIONES CIMENTACIONES Existen muchos tipos de mauina!ias " cada uno puede !eue!i! un cie!to tipo de cimentaci#n $Se desc!i%en a continuaci#n &os di'e!entes tipos de mauina!ia " sus ca!acte!(sticas especia&es as( como tam%i)n &as cimentaciones com*nmente uti&i+adas especia&es$ Una c&asi,caci#n -en)!ica ue se pod!(a a hace! es es &a si-uiente. •

Mauina!ias Recip! Recip!ocantes ocantes

•

Mauinas Rotato!ias

•

M/uinas de Impacto

•

Euipos especia&es

Maquinarias Reciprocantes

Son p!o%a%&emente &as mauinas m/s anti-uamente usadas " es un e0emp&o c&/sico e& mecanismo de mani1e&a2 e& cua& se usa pa!a con1e!ti! un mo1imiento t!as&ato!io en un mo1imiento !otato!io " 1ice1e!sa$ E0emp&os Máquina de apor  Máquinas de combustión interna de gasolina di/sel y petróleo0 1ombas y compresores

Im/-enes

La cimentaci#n pa!a &as mauinas !ecip!ocas usua&mente consiste en un %&oue de conc!eto !(-ido2 ue tiene p!epa!aciones pa!a monta! &a mauina!ia $Las mauinas pueden se! co&ocadas di!ectamente en e& %&oue de conc!eto o en un co0inete dise3ado adecuadamente$ E n a&-unas ocasiones se uti&i+an cimentaciones en %&oue2 apo"ados so%!e !eso!te$

Im/-enes

Maquinas Rotatorias

E& tipo de excitaci#n ue -ene!a&mente desa!!o&&an &as mauinas !otato!ias es de& tipo senoida&4 pa!a dete!mina! esta 'ue!+a es necesa!io conoce! &a masa !otato!ia " &a excent!icidad2 ent!e e& cent!o de !otaci#n " e& cent!o de -!a1edad de &a masa !otato!ia Pa!a este tipo de m/uinas es posi%&e2 te#!icamente2 %a&ancea! &as pa!tes m#1i&es ue p!oducen &as 'ue!+as des%a&anceadas du!ante &a !otaci#n2 sin em%a!-o 2 en &a p!/ctica2 es di'(ci& e&imina! de& todo e& des%a&anceo2 "a ue este se 1e a'ectado po! &os p!ocedimientos de& dise3o2 de &a 'a%!icaci#n2 de &a insta&aci#n " de& mantenimiento En t)!minos p!/cticos2 &as mauinas !otato!ias se c&asi,can de &a si-uiente mane!a. De baja velocidad . son aue&&as ue ope!an a menos de 5677 !pm como po!

e0emp&os moto!es de -ene!ado!es &as %om%as cent!i'u-as &as de1anado!as

La cimentaci#n pa!a este tipo de m/uinas son &as de tipo %&oue !(-ido " &as tipo ma!co$ E n a&-unos casos2 si esto es necesa!io de%e!/ esta! sopo!tada po! pi&as De alta velocidad . como son &as tu!%inas de -aso&ina o 1apo!2 &os -ene!ado!es2

&os comp!eso!es " &os tu!%o1enti&ado!es ue pueden &&e-a! a tene! hasta 57777 !$p$m La cimentaci#n pa!a este tipo de !eue!imiento " ca!acte!(sticas es &a tipo ma!co son &as uti&i+adas -ene!a&mente pa!a &as unidades de tu!%o-ene!ado!es esta cimentaci#n de tipo ma!co pueden const!ui!se con conc!eto !e'o!+ado o ace!o$ M/uinas de Impacto Se disponne de poca in'o!maci#n !especto a &as ca!-as t!ansito!ias o de impacto &as cua&es se -ene!an p#! ope!aciones inte!mitentes de mauina!ia2&as ope!aciones de p!ensas hid!/u&icas " neum/ticas2 de ma!ti&&o pa!a 'o!0a$ E& dise3o de &a cimentaci#n pa!a este tipo de de mauina!ia de%e!/ se! adecuado pa!a e1ita! cua&uie! e'ecto pe!0udicia& en &a cimentaci#n2 po! e&&o se de%e!/ uti&i+a! %&oues de conc!eto !e'o!+ado en a&-unos casos se puede uti&i+a! ais&ado!es especia&es ta&es como !eso!tes " amo!ti-uado!es en &u-a! de co0inetes e&/sticos E& %&oue de cimentaci#n -ene!a&mente se dise3a pa!a apo"a!se di!ectamente en e& sue&o$Cuando &as condiciones de& sue&o de desp&ante no son &as deseadas2 e& %&oue de cimentaci#n puede se! sopo!tadas po! pi&as $

E0emp&os

FUNDACIONES DE MAQUINAS Los e&ementos p!incipa&es ue de%en conside!a!se como %/sicos de &as m/uinas son. intensidad2 tipo " '!ecuencia de &as acciones din/micas de &a m/uina so%!e &a 'undaci#n &o ue condiciona e& tipo de cimentaci#n ue de%e!/ sopo!ta!&a$

Figura 2.6. Esquema general máquina-fundación. Fuente: SURESH C. Ara. !"esign #f  Structures and F#undati#ns f#r $i%rating &ac'ines(.

8o9 8ue!+a -ene!ada po! &a mauina!ia : 9 ;e&ocidad de ope!aci#n de &a mauina 2 9 Distancia de e0e e -i!o de &a mauina a& /!ea de contacto con e& sue&o
CLASIFICACION EN MAQUINAS  Las máquinas se pueden clasificar en dos grandes grupos respecto a la fuerza de inercia que actúa sobre ellas:  MAQUINAS CON CARGAS DINAMICAS  En estas máquinas la fuerza de inercia que actúa sobre ellas es comparable con el peso de la máquina. El diseño de la fundación debe responder a especificaciones técnicas y cálculos especiales.

 MAQUINAS DE ACCION EQUILIBRADA Difieren del tipo anterior en que las fuerzas d e inercia no son comparables con el peso de la máquina por lo que su diseño se realizará de acuerdo con las normas usadas para la construcción de las bases de edificios e instalaciones similares. 2.9 TIPOS DE CONSTRUCCIONES EN FUNDACIONES PARA  MAQUINAS  !egún su construcción las fundaciones para máquinas con cargas dinámicas se di"iden en dos grupos: fundaciones macizas #r$gidas% y fundaciones porticadas #con la construcción superior no r$gida%. FUNDACIONES MACIZAS (RIGIDAS) !e utilizan para máquinas con mecanismo biela&mani"ela y para los martinetes. 'ambién en trituradoras electro máquinas #de potencias medias y pequeñas en general% compresores  bombas etc. La gran rigidez que poseen permite despreciar las deformaciones de los macizos y considerarles por tanto como cuerpos r$gidos. !e construyen en forma de bloques con ca"idades adecuadas tanto para los bulones de ancla(e como para las tareas de operación y mantenimiento en e)plotación.

!egún las caracter$sticas de la instalación se clasifica en: & *undaciones sin sótano que son las más comunes caracterizándose por que sobresalen  poco sobre el ni"el del terreno+ se utilizan para máquinas que se instalan en plante ba(a. & *undaciones con sótano que sobresalen poco sobre el ni"el del terreno la cual tiene una altura en general igual a la altura del terreno. !e distingue entre los que tienen la parte superior maciza y los que tienen la parte superior construida por paredes longitudinales y trans"ersales. 2.9.2 FUNDACIONES PORTICADAS  !e utilizan para máquinas de alta "elocidad y tienen la particularidad de tener la parte superior no r$gida.

2.10 CONDICIONES RECOMENDADAS PARA LAS FUNDACIONES 

 MAS UTILIZADA Esta recopilación de condiciones fueron e)traidas de di"ersos autores como !ures, y -ic,ard y de normas como las normas para la construccion de fundaciones de empresas como D/!0  E1E2. 2.10.1 FUNDACIONES EN BLOQUE  2.10.1.1 SOPORTE DIRECTO & La masa del bloque está condicionada por el principio de funcionamiento de la máquina:

& El grado de enterramiento que es el porcenta(e en masa enterrada del bloque en máquinas alternati"as se recomienda una masa del bloque enterrada del 34&546 aunque por regla general y para cualquier tipo de máquina se de(an 74 a 84cm desde el ni"el de la superficie del terreno a la cara superior. & Las dimensiones del bloque por la necesidad de asegurar una buena rigidez requieren que el espesor sea mayor a 94cm y el anc,o debe ser  a 3 "eces mayor que la distancia entre el centro de gra"edad de la máquina y la base del bloque. & El centro de gra"edad de las cargas #estáticas más las dinámicas% debe estar dentro de un cuadrado de lado un 36 de cualquier dimensión lineal y centrado en el bloque. 2.10.1.2 SOPORTE SOBRE PILOTES 

& La masa está condicionada por el principio:

& Los pilotes deben ser inclinados en caso de fuerzas ,orizontales. El tamaño de los pilotes debe ser de  a ; "eces la fundación. El ángulo de inclinación de los pilotes se determina  por la magnitud de las fuerzas ,orizontales. & El
2.10.2 FUNDACION TIPO MESA & La masa debe estar condicionada por:

& Las columnas deben tener igual carga "ertical #= "eces la capacidad de carga% con igual deformación. & El centro resistente de dic,as columnas debe coincidir con el centro de gra"edad del con(unto máquina más la parte superior de la cimentación. & Las "igas deben tener un canto mayor de  a 3 "eces la luz con una rigidez mayor a dos "eces la rigidez de los pilares. & La losa debe tener un espesor mayor o igual a 449L8>7 siendo L la distancia media entre dos columnas. & La presión sobre el terreno debe ser menor de  a ; "eces la presión permisible el suelo.