Mecanismo de Elevacion de cortina

INDICE

Contenido

Pág.

INTRODUCCION.................................................................................................................. i OBJETIVOS........................................................................................................................ iii 1.

MECANISMOS DE ELEVACION PARA CORTINAS METALICAS...............................1 1.1.

CORTINA METALICA............................................................................................1

1.1.1.

CORTINAS METÁLICAS ENROLLABLES OPERADAS CON MECANISMO

DE CADENA................................................................................................................ 2 1.1.2.

CORTINAS METÁLICAS ENROLLABLES OPERADAS SISTEMA DE

IMPULSO..................................................................................................................... 6 1.1.3.

CORTINAS METÁLICAS ENROLLABLES AUTOMÁTICAS..........................7

Diseño de mecanismo de elevación para cortina metálica

1era etapa

INTRODUCCION

Una cortina metálica es elevada por un mecanismo compuesto de sinfín, corona, ejes, poleas, cardanes, etc.; el cual es accionado por una cadena, una manivela o incluso un motor. Su ensamble es complejo, y está formada de piezas de hierro fundido y bronce, las cuales deben de ser maquinadas para luego ser ensambladas. Las medidas y utilización de las distintas piezas dependen de las medidas, materiales y pesos del lienzo de la cortina a fabricar. La importancia de los engranajes para persianas metálicas, muy pocas veces es tenida en cuenta, porque al ser una pieza que no se ve, muchas veces los usuarios se olvidan de su existencia, pero sin ellos levantar y bajar una cortina metálica seria una tarea mucho más difícil, a algunas personas esto los lleva a pensar en cómo ha evolucionado la inteligencia del hombre y como se las ha ingeniado a través de los siglos para poder facilitar los trabajos mediante sistemas de lógica que ayuden a mejorar su calidad de vida. Por otro lado, debemos observar algunas otras propiedades que brindan los engranajes para persianas metálicas, ya que no solamente actúan facilitando la movilidad de las persianas, sino que en cierto modo, actúan en la seguridad de la cortina, ya que dependiendo el tipo de engranaje que se coloque, se puede llegar a trabar o hacer mucho más dificultosa la tarea de violentar o forzar la persiana. En la mayoría de los casos de maleantes que intentan forzar persianas, estos lo que intentan es levantarla sujetándola desde abajo, en ciertos tipos de persianas esto es posible debido a que su engranaje interno lo permite, pero existen algunos modelos en los que hacer girar el eje de la persiana al revés es imposible, esto brinda gran seguridad, por lo que no se podrá ingresar

intentando levantando la cortina, la única manera es

separándola de las guías de los costados, pero para evitar que eso pase, también existen dispositivos de seguridad como pasadores o cerraduras especiales. Los engranajes para persianas metálicas, son piezas que pueden tener distintos tamaños, según el tipo de mecanismo que se utilice para movilizar las cortinas y también según el tamaño de las mismas, recordemos que al tratarse de persianas de metal, son mucho más pesadas que las de plástico, aunque estas últimas son menos seguras. Diseño de mecanismo de elevación para cortina metálica

1era etapa

La capacidad de los engranajes para persianas metálicas, determinara en cierto modo la velocidad con la que se pueda mover el dispositivo. Se trata de un sistema muy sencillo y básico, por lo general en los modelos manuales el elemento que activa el sistema es una cinta, aunque también puede ser una cadena o incluso una manivela. Existen otros modelos más novedosos y otros modificados que contienen un motor que hace todo el esfuerzo. En cualquiera de los casos, cuando se activa el sistema se hacen girar los engranajes para persianas metálicas, para que estos enrollen o desenrollen la cortina alrededor del eje principal, esto hace que la persiana suba o baje. Como se menciona anteriormente, según los modelos de engranajes para persianas metálicas, se les puede añadir un motor para facilitar la movilidad, la mayoría de las persianas de seguridad se fabrican de metal, por lo general de aluminio, el espesor de las mismas puede variar pero casi siempre es bastante considerable, por esa razón se suelen hacer perforaciones para ventilar o bien para permitir que la luz exterior entre. Las persianas de seguridad son de uso cotidiano, pero no son tan comúnmente utilizadas en las casas particulares como si lo son en las instituciones públicas, como hospitales, escuelas o museos, incluso por supuesto en instituciones de seguridad como prisiones, depósitos fiscales, etc. En los engranajes para persianas metálicas, también se puede aumentar la seguridad mediante la colocación de frenos especiales, que impiden que el peso de la misma persiana la haga caer. Por lo general, los frenos de las persianas de metal se colocan en la correa o cadena, trabándola e impidiendo que se suelten, pero también, es importante que se coloque un freno en los engranajes para impedir que estos, se destraben o “desengranen” por diversas causas como las vibraciones que se generan al subir y bajar el dispositivo, o bien por alguna rotura que pueda aparecer, evitando al mismo tiempo que la cortina caiga sin control alguno, lo cual puede llegar a causar serios accidentes.


1era etapa

OBJETIVOS

Objetivo General -

Analizar el diseño de un mecanismo para elevar la cortina metálica. Los objetivos son del todo el trbajo o la etapa Si es de todo el trabajo debería comenzar con diseñar

Objetivos Específicos -

Identificar diferentes modelos de mecanismos de elevación existentes. Identificar el prototipo y los elementos que componen el mecanismo a analizar

-

describiendo su funcionamiento. Especificar la carga de trabajo del mecanismo y sus variables de diseño. Analizar el diseño del mecanismo de elevación, especificando los materiales de los

-

elementos que lo componen. Elaborar planos de fabricación debidamente normalizados.


1era etapa

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Los objetivos son del todo el trbajo o la etapa ¿?? Estos pareceen ser de todo el estudio.


1era etapa

1. MECANISMOS DE ELEVACION PARA CORTINAS METALICAS 1.1.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE UNA CORTINA METALICA

Una cortina metálica es elevada por un mecanismo compuesto de sinfín, corona, ejes, poleas, cardanes, etc.; el cual es accionado por una cadena, una manivela o incluso un motor. Su ensamble es complejo, y está formada de piezas de hierro fundido y bronce, las cuales deben de ser maquinadas para luego ser ensambladas. Las medidas y utilización de las distintas piezas dependen de las medidas, materiales y pesos del lienzo de la cortina a fabricar.

Elementos de una cortina metálica: 1. Persiana: Perfil que engarzado a otros iguales conforma la malla de la cortina. 2. Lama terminal: Perfil inferior de la persiana que se apoya sobre la base cuando ésta desciende. 3. Guía o deslice: Perfil por donde se desliza la cortina 4. Soporte o Tirante: Pieza utilizada para unir la cortina al eje. 5. Eje: Perfil metálico, redondo o poligonal, situado entre testeros, al cual se sujeta la parte superior de la cortina sobre el que se enrolla.


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Las persianas enrollables pueden ser divididas en dos categorías dependiendo del material del que se encuentran compuestas, estas son persianas enrollables de aleación de aluminio y persianas enrollables de acero inoxidable. Adicionalmente, de acuerdo con su método de elevación o accionamiento éstas pueden ser clasificadas de la siguiente manera:

 Sistemas Manuales. -

Con manivela Por impulso Por cadena

 Sistemas Automatizados. A continuación y con el propósito de obtener un marco de referencia, para la toma de decisión del mecanismo de elevación a diseñar, se procede a la descripción de cada uno de los mencionados anteriormente.

1.2 SISTEMAS MANUALES. 1.2.1 CORTINAS METÁLICAS ENROLLABLES OPERADAS CON MECANISMO DE MANIVELA. Este mecanismo consta de un par de engranes cónicos y un mecanismo de sinfín. El engranaje cónico debe colocarse a la entrada, donde se suministrara la potencia, por medio de una manivela con un eje de giro horizontal y perpendicular a la pared donde esta localizada la cortina. El propósito de usar un engranaje de sinfín es cambiar la dirección de giro sobre un eje horizontal en un giro sobre el eje vertical. En ese punto el movimiento se transmite por un eje vertical que se localiza a lo largo de la pared, de la longitud necesaria para conectar al mecanismo de sinfín localizado al nivel del soporte de la cortina. En el extremo superior de dicho eje estará acoplado a la barra enrolladora, al lado de la pared y lo mas próximo posible a ésta. Considerando que los mecanismos de Diseño de mecanismo de elevación para cortina metálica

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sinfín son muy sensibles a la orientación entre los ejes se considerará la posibilidad de usar un eje corto para el gusano, acoplado al eje vertical largo por medio de una junta cardan, de modo que esta se encargue de posibles desalineamientos y holguras. La rueda del sinfín estará directamente acoplada al eje de soporte y enrollamiento de la cortina metálica. Dicho eje incluirá ciertos tambores de soporte para el enrollado de la cortina, de modo que ésta no forme un radio demasiado cerrado, evitando así posibles daños en ésta. El objetivo de usar un mecanismo sinfín es tanto el hecho de aprovechar las grandes reducciones de velocidad posibles con un número reducido de elementos, como la característica de irreversibilidad y autobloqueo de los mismos. Esto quiere decir que la gran mayoría de engranajes de sinfín son diseñados como reductores y existe la posibilidad de hacer que el tornillo sea capaz de impartir movimiento a la rueda, como es esperado, y que además la rueda sea incapaz de impartir movimiento al tornillo. Para este tipo de dispositivos esa característica es muy deseable, porque si por algún motivo se deja de aplicar la fuerza de entrada, el propio mecanismo se encarga de evitar que la cortina vuelva a bajar, característica que para lograrse con un tren de engranes común es necesario agregar un dispositivo de trinquete El nombre de los objetos enumerados es el siguiente: 

Engranes cónico



Eje de transmisión



Junta cardán



Tornillo



Corona



Eje de soporte de cortina metálica



Cortina metálica


1era etapa

1.2.2. ENGRANAJES Los engranajes para persianas metálicas, son una pieza importante, sobre todo cuando se trata de persianas de seguridad. En la mayoría de los casos los fabricantes ponen especial énfasis en que se agreguen a las mismas, engranajes que traben cada segmento de la persiana, para lograr evitar de esa forma que la persiana sea desarmada o bien se la intente levantar por la fuerza. Los engranajes se pueden clasificar en función de la posición relativa de los ejes entre los que se transmite el movimiento, clasificándose en los tipos siguientes: CLASIFICACIÓN DE ENGRANAJES:    

Engranajes cilíndricos, cuando transmiten el movimiento entre ejes paralelos. Engranajes cónicos, transmiten el movimiento entre ejes que se cortan Engranajes hiperbólicos, transmiten el movimiento entre ejes que se cruzan. Engranajes de Sinfín:


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Este mecanismo permite transmitir el movimiento entre árboles que se cruzan. El árbol motor coincide siempre con el tornillo sin fin, que comunica el movimiento de giro a la rueda dentada que engrana con él, llamada corona. Una vuelta completa del tornillo provoca el avance de un diente de la corona. En ningún caso puede usarse la corona como rueda motriz. Puede observarse un tornillo sin fin en el interior de muchos contadores mecánicos. Por cada vuelta de la corona, el tornillo completa tantas vueltas como número de dientes tenga la corona. La relación de transmisión resulta ser inferior a la unidad, de manera que el mecanismo actúa siempre como reductor. Alternativamente, puede calcularse en función del diámetro primitivo de la corona y del paso de rosca del tornillo, el tornillo sin fin es un caso particular de engranajes helicoidales con ejes que generalmente se cruzan a 90º. El mecanismo de tornillo sin fin y corona , dependiendo del coeficiente de rozamiento entre dientes y del ángulo de hélice, presenta la característica de que es un mecanismo no reversible, es decir, aunque el tornillo puede girar en cualquier sentido y arrastrar a la corona, si ésta es la que gira, no puede arrastrar al tornillo. Por eso en mi segunda oración, mencioné de dar seguridades para que no se baje la cortina sólo por su peso. Diseño de mecanismo de elevación para cortina metálica

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Engranes cónicos: Se fabrican a partir de un tronco de cono, formándose los dientes por fresado de la superficie cónica. Estos dientes pueden ser rectos, helicoidales o curvos. Esta familia de engranajes soluciona la transmisión entre ejes que se cortan y que se cruzan. Para ejes que se cortan se pueden utilizar engranes cónicos de dientes rectos siempre que la velocidad y carga lo permitan. Cuando la carga o la velocidad crecen mas allá de lo permitido por los engranes cónicos de diente recto, se vuelve necesaria la utilización de dientes helicoidales. Si los ejes simplemente se cruzan se pueden utilizar dentados de hipoide o espiral.

Pareja de engranes cónicos de dientes rectos

1.2.3 Cardan El cardán es un componente mecánico, descrito por primera vez por Girolamo Cardano, que permite unir dos ejes que giran en un ángulo distinto uno respecto del otro. Su objetivo es transmitir el movimiento de rotación de un eje al otro a pesar de ese ángulo.


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En los vehículos de motor se suele utilizar como parte del árbol de transmisión, que lleva la fuerza desde el motor situado en la parte delantera del vehículo hacia las ruedas traseras. El principal problema que genera el cardán es que, por su configuración, el eje al que se le transmite el movimiento no gira a velocidad angular constante.

1.3 CORTINAS METÁLICAS ENROLLABLES OPERADAS SISTEMA DE IMPULSO. Cortina de Impulso, es una cortina diseñada y fabricada con un mecanismo de polea y resorte montado en eje tubular de cédula que permite ser operada en forma manual. Se sugiere para área total de 1m2 hasta 12 m2. Variaciones en el diseño e instalación influyen en la fabricación de cada cortina, por lo que se recomienda tomar en cuenta las características específicas del lugar donde se instalaría este tipo de cortina. Cortina de Impulso Embalerada, es una cortina diseñada y fabricada siguiendo el concepto de mecanismo de la cortina de impulso considerando que las poleas llevan balero integrado y los resortes son de mayor capacidad de enrollado, lo que facilita el manejo por impulso de la cortina. Se sugiere para áreas de 12 m 2 hasta 16 m2 en la superficie total de la cortina. Variaciones en el diseño e instalación influyen en la fabricación de cada cortina, por lo que se recomienda tomar en cuenta las características específicas del lugar en donde se instalaría este tipo de cortina. Diseño de mecanismo de elevación para cortina metálica

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Elementos de una cortina por impulso 

Guías

      

paralelas Eje (2) Soportes (3) Tornillos (4) Topes (5) Carretes (6) chavetas (7) resortes (8)

(1)

1.4 CORTINAS METÁLICAS ENROLLABLES OPERADAS SISTEMA DE CADENA. Las cortinas metálicas enrollables operadas con mecanismo de cadena accionadas manualmente, básicamente todas las cortinas utilizan perfiles o cortinas, un eje de enrollamiento, guías y un mecanismo de elevación. En el mecanismo de elevación se realiza por medio de una cadena, a la cual se le proporciona la potencia al desplazar hacia abajo uno de los extremos de esta. Las cortinas son diseñadas todas de la misma manera y constan básicamente: Eje de enrollamiento de la cortina Catarinas de transmisión Cadenas Engranes rectos de trasmisión. Guías Cojinetes


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Estos mecanismos de cadena se instalan en los diferentes tipos de cortinas metálicas y son recomendadas para cortinas que miden arriba de 12 m². Este tipo de cortinas son muy utilizadas en locales comerciales, bodegas, rampas de andén, que dan al exterior, brindan seguridad y son de fácil operación. Para este tipo de cortinas, se necesita dar seguridades de que la cortina no se bajará sola, por la acción de su peso. EL eje se apoya en dos soportes amurados a ambos lados en la parte superior de la abertura. El panel (perfiles acoplados) se enrolla en dicho eje y se desliza en dirección vertical entre dos guías amuradas en ambos lados. El panel enrollado se esconde dentro de un cajón que puede estar en el interior o en el exterior del local, y puede ser de diversos materiales. Y los cojinetes facilitan la transmisión generada por la fuerza motriz al eje enrollador. En muchas ocasiones este tipo de sistemas necesitan de un mecanismo de seguridad que nos permita garantizar que la cortina no se vendrá a bajo de golpe, por lo cual se pude colocar una rueda dentada adicional en forma de freno.

2 CORTINAS METÁLICAS ENROLLABLES AUTOMÁTICAS En la actualidad existen gran cantidad de sistemas tecnológicos que nos permiten utilizar diferentes métodos para los accionamientos de los mecanismos de elevación

de la

cortina metálica entre los que podemos mencionar: Diseño de mecanismo de elevación para cortina metálica

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 Elevación por cadenas y motoreductor  Elevación por motor de acople directo. Las cortinas metálicas enrollables automáticas, son cortinas diseñadas y fabricadas con un mecanismo especial acoplado a un motor eléctrico (monofásico o trifásico) con un sistema de engranajes, cadenas o poleas, que permite ser operada por medio de una llave de control o por transmisión a control remoto para su apertura y cierre. La automatización de la cortina puede ser instalada en cualquier tipo de cortina, lo único que varía es la capacidad del motor el cual depende del tamaño de la cortina. La instalación de las cortinas automáticas es posible en espacios limitados y el motor queda oculto, se reduce los costosos gastos de mantenimiento, ideal en centros comerciales y residencias  Menor Esfuerzo: al no necesitar de ningún esfuerzo físico para subir o bajar la persiana permite la instalación de superficies de paño mayores y por tanto más pesadas.  Más Confort: al poder actuar sobre la persiana desde cualquier punto de la vivienda.  Más Seguridad: posibilidad de instalación de un programador horario de apertura y cierre automático para simular que la casa está habitada durante largas ausencias.  Ahorro Energético: En invierno las persianas se pueden cerrar automáticamente al anochecer, ahorrando hasta un 10% en calefacción y durante el verano bajarán automáticamente cuando al sol incida, manteniendo el hogar fresco. Mayor Valor Añadido: instalación moderna y cómoda. Sin embargo, es posible fabricar cortinas de acero enrollables con mecanismo motorizado de operación automática o con interruptor. En cada tipo de cortina se requiere de un diseño especial que permita adaptar la cortina a una operación eléctrica.


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Todas las cortinas antes descritas pueden llevar una puerta pequeña o postigo para acceso, ésta es recomendable en aquellos casos en donde no exista puerta de acceso peatonal. Básicamente y como se menciona las cortinas y la gran mayoría de los accesorios de estas no varían, lo que representa una variación determinante es la forma de elevación de estas cortinas

En la mayor parte de los casos la transmisión de potencia para este tipo de cortinas se realiza por medio de motores eléctricos. De los cuales se cuentan en el mercado una gran variedad, dentro de los cuales podemos mostrar los siguientes


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Algunas características de estos son las siguientes 

Se acoplan directamente a la transmisión de cortinas mediante manchón y



chavetas de acero plata. Reductor blindado en baño constante de aceite con engranajes de acero y coronas

     

de bronce. Motores, llave de mando, límite de carrera y dispositivo de emergencia. Apto para trabajos intensos y liviano. Motor livianos en peso desde 200 Kg. De levante hasta 1500 Kg. Motores con protección térmica. Motores con equipamientos de electrofreno de parada rápida y exacta. Incorporación de cadena permanente para el uso manual en forma de tecle en el caso de interrupciones eléctricas.

2.1 ELEVACIÓN POR CADENAS Y MOTOREDUCTOR. En este caso el principio de funcionamiento y los accesorios de las cortinas son exactamente iguales a los descritos anteriormente en la sección 1.4 en este caso la potencia necesaria para la elevación de la cortina, es proporcionada por un motor


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eléctrico trifásico o monofásico dependiendo de las necesidades y condiciones donde vaya a operar la cortina. La transmisión por cadena se basa, en dos ruedas dentadas y una cadena de eslabones articulados. Los engranajes giran los dos en el mismo sentido. Se utiliza para transmitir el movimiento entre ejes paralelos lejanos, pudiendo modificar la velocidad pero no el sentido de giro. Se emplea en sustitución de los reductores de velocidad por poleas cuando lo importante sea evitar el deslizamiento entre la rueda conductora y el mecanismo de transmisión (en este caso una cadena). Este mecanismo se emplea mucho en bicicletas, motos, motores de automóvil, puertas elevables.


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Las dos ruedas dentadas se comunican mediante una cadena o una correa dentada tensa. Cuando se usa una cadena el mecanismo es bastante robusto, pero más ruidoso y lento que uno de poleas. Los rodillos de la cadena están unidos mediante eslabones y, dependiendo del número de huecos, engranan con uno o varios dientes de las ruedas. En algunas máquinas, la rueda menor suele llamarse piñón, y la rueda mayor plato.


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El accionamiento por medio de cadena de rodillos y engranajes, constituye un sólido y seguro sistema de transmisión de la energía mecánica. Para obtener un resultado óptimo de una transmisión de este tipo, es fundamental seleccionar correctamente la cadena y engranajes respectivos, como así también el montaje y lubricación adecuados. Los mecanismo de transmitir esta potencia al eje puede variar dependiendo de las necesidades y gustos, dentro de los mecanismos de transmisión podemos mencionar por cadenas y por poleas. Cualquier tipo de cortina puede ser automatizada con un pequeño motor alojado en el cabezal o eje de enrollamiento. El movimiento suave y regular que proporciona la motorización alarga la vida de las cortinas, liberadas de tirones bruscos que las desgastan. En el caso de las cortinas venecianas, permite la subida, bajada y orientación de la lamas. Con nuestro sistema simplemente tiene que accionar una llave o pulsar un botón de un control remoto y su cortina se subirá automáticamente. Todos nuestros modelos son tubulares permitiendo su aplicación en todo tipo de cortinas y toldos sin necesidad de trabajos o espacios adicionales.

2.2 ELEVACIÓN POR MOTOR DE ACOPLE DIRECTO. Los motores tubulares

son los ideales para la automatización de cortinas, tanto en

construcciones nuevas, como en hoteles, locales comerciales y oficinas. Con los motores tubulares, se cuenta con un motor eléctrico apropiado que necesita para cada aplicación. Diseño de mecanismo de elevación para cortina metálica

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Independientemente de si se controlan mecánicamente ó electrónicamente, y en cuanto al mecanismo de la cortina como tal este se mantiene intacto según lo mencionado anteriormente.

En algunos sistemas de cortinas metálicas se acopla al eje un motor tubular. Ideales para instalar en ejes de persianas

con

cajón

exterior,

compactos, monoblocks y para el accionamiento

automatizado

de

estores enrollables

Aplicaciones con motor tubular

conclusiones


1era etapa


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Mecanismo de Elevacion de cortina

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