Proyecto Ascensor

El presente proyecto consiste en el diseño y construccin! " ni#el de $"%uet"! de un "scensor %ue co$unic"r& l" pri$er" pl"nt" con l" se'und"( El "scensor es electro$ec&nico!! y" %ue )uncion" con electro$ec&nico electricid"d y pole"s(

“COLEGIO NACIONAL MODESTO BASADRE”

ASCENSOR ESCOLAR PROYECTO

MATERIA* TECNOLOGIA C+RSO , SECCION* - “B” .RO/ESORA* STE/ANIA AL0ARADO M( A1O* 23-4

ALUMNAS:

BERRIOS CUTIPA, ESTEPHANY

PROYECTO: ASENSOR ESCOLAR

Resu$en El presente proyecto consiste en el diseño y construcción, a nivel de maqueta, de un ascensor que comunicará la planta baja con el primer y segundo piso. El ascensor es electromecánico, electromecánico, ya que funciona con electricidad y poleas.

Para elaborar este proyecto realizamos un trabajo de invesgación sobre el ascensor o elevador, tal es el nombre con el que tambin se lo conoce, que se encuentra en un apartado dentro de este mismo informe.

El ascensor se desarrolló en las siguientes etapas!

"# $iseño del ascensor.

%# Plani&cación del proyecto.

'# (ealización de la estructura del ascensor, diseñando la maqueta de forma que aloje los componentes elctricos y mecánicos necesarios para el movimiento de la misma.

)# *onstrucción del disposivo mecánico de subida y bajada, incorporando un sistema de movimiento de la parte móvil del ascensor que permita elevar la cabina a una altura determinada.

+# ncorporar un sistema de control elctrico para el movimiento, de tal forma que sea posible que la parte móvil del ascensor pueda elevarse y descender seg-n se desee.

"


Introduccin El empleo de un ascensor domiciliario no solo se da por comodidad sino tambin por necesidad, especialmente cuando ay personas con problemas de movilidad.

*asi todos emos ulizado un ascensor, pero nunca nos emos preguntado cómo funciona o qu fundamentos /sicos se emplearon en su diseño.

0a realización de proyectos tcnicos pró1imos al entorno codiano, movan a inspeccionar la realidad, invesgando los sistemas tcnicos que se ulizan a diario.

Por ello, conscientes de la gran ulidad que brindan los ascensores a la sociedad y de la necesidad que e1iste en los estudiantes de contrastar lo aprendido en clases con el entorno tecnológico de nuestro entorno, se eligió profundizar en la invesgación del diseño y construcción de una vivienda de dos plantas, con luz elctrica y un ascensor.

%


5iptesis ·

0a fuente de movimiento de un ascensor consiste en un motor elctrico, y emplea básicamente dos mecanismos! uno de transmisión del movimiento y otro de transformación del movimiento.

·

0os circuitos elctricos en paralelo son los más recomendados en la instalación elctrica de una vivienda.

O67e8#o Gener"l 2plicar y dar a conocer los principios /sicos adquiridos en clases en el diseño y

·

construcción de un ascensor e instalación elctrica de una vivienda.

O67e8#os Espec9:cos ·

2nalizar el funcionamiento de un ascensor y diseñar un modelo a parr de la realidad.

·

2nalizar y diseñar la instalación de luz elctrica de una vivienda.

·

*orrecto uso de erramientas y materiales de uso tecnológico.

·

*apacidad organizava del equipo.

·

3asfacción por el trabajo bien eco mediante la constancia e invesgación.

'


Antecedentes 5istricos 0a primera referencia de un elevador es en las obras del arquitecto romano 4itruvio, que dice de ARQUÍMEDES 5ca. %67 a. *. 8 ca. %"% a. *.9 que ab:a construido un primer elevador probablemente en %';a.c. En algunas fuentes literarias de pocas posteriores, los ascensores se mencionaron como cabinas sostenidas con cuerda de cáñamo y accionadas a mano o por animales. 3e supone que ascensores de ese po se instalaron en el monasterio de 3ina:, en Egipto. En "<<<, en el Libro de los Secretos por bn =alaf al>?uradi, de la España islámica describe el uso de un elevador como disposivo de elevación, a &n de subir un gran peso para golpear y destruir una fortaleza. En el siglo @4, algunos protopos de ascensores se encontraban en los edi&cios de palacios de nglaterra y de Arancia. 0os ascensores anguos y medievales ulizaban sistemas de tracción sobre la base del mecanismo de la gr-a. 0a invención de otro sistema basado en la transmisión a tornillo, fue tal vez el paso más importante en la tecnolog:a del ascensor desde la angBedad, lo que &nalmente condujo a la creación de los ascensores de pasajeros modernos. El primer modelo fue construido por ván =ulibin e instalado en el Palacio de nvierno en "7C', mientras que varios años más tarde, otro ascensor =ulibin fue instalado en 2rDangelsD, cerca de ?osc-. En "6%', se inaugura una cabina de ascenso en 0ondres.

En "6)+, el arquitecto napolitano Faetano Fenovese realizó en la Palacio (eal de *aserta la 3illa 4olante, un ascensor por delante de su empo, cubierta con madera de castaño e1terior e interior en madera de arce, acompañado de una luz, dos bancos y señal con el plan, y se puede acvar desde el e1terior, sin ning-n esfuerzo por parte de los ocupantes. 0a tracción fue asegurada por un motor mecánico con un conjunto de ruedas dentadas, y estaba equipado con un sistema para evitar las consecuencias de la división de las cuerdas! los dentados de la imagen en placas de ierro a lo largo de las paredes entre las cuales se inserta un az se coloca debajo de ferrocarril la cabina y empujado acia el e1terior por un sistema de resorte de acero. Gco años más tarde, el estadounidense Elisa Gs patentó un sistema de seguridad práccamente idnco a la napolitana.

)


En "6+", un tal Haterman inventó el primer protopo de montacargas. 3e trataba de una simple plataforma unida a un cable, para subir y bajar mercanc:as y gente. 2 medida que se fueron construyendo edi&cios más altos, la gente se sinó menos inclinada a subir escaleras largas. 0os grandes almacenes comenzaron a prosperar, y surgió la necesidad de un aparato que trasladara a los clientes de un piso a otro con el m:nimo esfuerzo. El montacargas inspiró a un estadounidense de 4ermont, Elisa F. Gs, para inventar un ascensor con sistema de seguridad para amorguar la ca:da en el caso de corte de ilo casi idnca a la de la napolitano Faetano Fenovese. Por e1traño que parezca, el talento de Elisa Gs como diseñador se descubrió mientras trabajaba como maestro mecánico en una fábrica de armazones de camas de 2lbany 5estado de Iueva JorD9. nventó varios disposivos que aorraban trabajo, y por eso fue enviado a JonDers 5Iueva JorD9, donde podr:a ulizarse mejor su aptud. 2ll: diseñó y construyó este primer ascensor con mecanismo automáco de seguridad, en caso de que ubiera alguna aver:a en el cable. Para "6+' ab:a establecido su propio negocio de fabricar ascensores, la compañ:a de ascensores Gs Elevator *ompany, que e1iste a-n en la actualidad y es la primera compañ:a de ascensores del mundo ya que posee %,+ millones de ascensores y escaleras mecánicas instalados por todo el planeta. El año siguiente Gs izo la demostración de este invento en una e1posición que se llevó a cabo en Iueva JorD.

+

El '< de agosto de "C+7 se inició el sistema de puertas automácas en los ascensores de pasajeros, prescindiendo del proceso de abrir y cerrar la puerta manualmente. Gtro po de ascensor es el conocido como paternóster K consiste de una serie de cabinas abiertas, de capacidad limitada, que se mueven lentamente por dos uecos conguos. Por uno suben las cabinas y, al llegar a la parte superior, se cambian al otro ueco por el que bajan en un ciclo connuo, sin detenerse. 0os pasajeros suben y bajan en marca. Era muy prácco en lugares de muca circulación de personas entre pisos, aunque ten:a problemas de seguridad, por lo que fue sustuido con ventaja por las escaleras mecánicas, muco más seguras.

+


Diseño y construccin del Ascensor Escol"r Ln ascensor es un sistema compuesto por otros subsistemas.

SISTEMA

ELEMENTOS

Mec&nico

Estructur" ; C"6in" ; C"6le ; S"l" de M&%uin"s

El
Motor ; Circuito ; /uente de "li$ent"cin

Control

Ll"$"d"s y p"r"d"s

Iuestro ascensor constará de! Es el primero que se debe construir ya que es el que dará soporte a todas las otras partes. 0a estructura debe ser capaz de soportar los otros sistemas por lo que se realizará en madera 5triplay9, material al que tenemos fácil acceso. 0a cabina tambin será de madera 5triplay9 a) Sistema Mecánico

b) Sistema Eléctrico

J se 3ostendrá con un ilo al carretel que lo recogerá. Para guiar la cabina se ulizará dos per&les L construidos en madera5triplay9. Para aumentar la fuerza del motor y evitar que el peso de la cabina lo venza, ulizaremos un sistema de poleas 5motorreductor9. El motor a ulizar es alimentado con corriente connua. 0a fuente de alimentación será una pila o un transformador. Para *onstruir el circuito elctrico se ulizaran cables de disntos colores que permirán su iden&cación o manejo.

c) Sistema de control

Para controlar las llamadas y paradas se ulizaran rels, interruptores de &nal de carrera y pulsadores. 2demás se agrega Ln sistema de seguridad que permirá la interrupción del sistema ante cualquier emergencia.

;


"= DISE1O DEL SISTEMA MEC>NICO*

Evaluadas las disntas opciones para solucionar la problemáca planteada, se optó por una estructura como la siguiente!

7


Problemas que se deben salvar durante la construcción! "9 Aorma de construir la cabina! Msta no puede ser muy liviana ya que subir:a muy rápido o no bajar:a, lo que traer:a la necesidad de agregar pesos. En cambio, si la cabina es muy pesada, el motor no podr:a subirla. 2gregándole paredes laterales se logra un peso aceptable. %9 Para evitar que al detenerse el ascensor, el peso de la cabina en combinación con la polea venza al motor y el ascensor caiga, se ulizará un motor con un sistema de engranajes e1tra:dos de un auto de juguete y un motorreductor con poleas. '9 3i no se cuenta con un sistema de gu:a de la cabina el ascensor cocar:a con la estructura y no accionar:a los &nales de carrera! la mejor opción para este problema es la del per&l L, ya que la cabina se desliza suavemente y ene la &rmeza su&ciente para que esta no se desv:e de su trayectoria. En la cabina se agrego silicona en el medio de la cabina. 0a redondez del punto pegado permite un desplazamiento suave por la gu:a.

)9 Gtro problema es donde se enrolla el ilo. 2l principio pensamos en enrollar en la rueda de juguete, pero el diámetro de sta ac:a un efecto de palanca y provocaba que la cabina venciera al motor, a pesar de la caja de engranajes. Por lo que la solución ser:a enrollar el ilo directamente sobre el motorreductor 5sistema de poleas9, que al tener un diámetro pequeño, impide el anterior inconveniente. +9 El problema es diseñar la forma en que la cabina acva los &nales de carrera muy rápidos para detener el motor y as: el descenso o la subida del mismo. 3e eligió colocar el sistema de poleas sobre la gu:a, as: planta sube y baja de manera adecuada, en el piso

6


;9

*uando se deene el motor, el ascensor debe contar con un sistema de frenado. Esto aparece en los ascensores reales. Para solucionar este problema se puede ulizar una rueda que ene unas laminillas de goma del mismo juguete que usamos para el motor. $urante el funcionamiento del motor no produce ning-n efecto apreciable sobre el sistema pero al detenerse la alimentación, estas laminillas frenan la carrera del eje del motor con la consiguiente detención del ascensor.

6= DISE1O DEL SISTEMA EL?CTRICO*

Para facilitar la construcción del circuito elctrico se optó por conseguir cables de colores que sean &nos y fáciles de manejar. 0a opción es ulizar cable LNP de red que en su interior ene 6 cables de disntos colores y cable de telfono que cuenta con ) cables de colores disntos.

C


*omo fuente de alimentación se ulizará un transformador de tensión variable. Esto en parte para lograr buscar la tensión justa para un funcionamiento adecuado del motor. El motor deber:a ser de ; 4, esto nos permite cambiar la fuente, si es necesario, por eso optamos por bater:as de C v. 0os pulsadores y los &nales de carrera son los encargados de enviar señales al sistema de control para indicarle a que piso debe desplazarse la cabina y detener el motor al llegar al piso del que fue llamado. Nambin trataremos de colocar pulsadores de emergencia en cada piso para detener el ascensor ante cualquier movimiento. 0as caracter:scas de estos componentes son las siguientes! a9 Pulsadores de llamada y emergencia! En el siguiente esquema se aprecia claramente cuál es el funcionamiento de este po de pulsadores que constan de un Obotón, que es la parte roja de la imagen, el cual al ser pulsado para dentro cierra el interruptor interno del sensor. Estos pulsadores se llaman OIormal abiertos 5IG9 y son los que necesitamos para llamar al ascensor desde cada piso.

0os pulsadores de emergencia son similares e1ternamente pero son OIormal cerrados 5I*9, es decir, al pulsar sobre este, el circuito se abre. b9 3ensor de *ontacto! Es uno de los disposivos más simples, ya que son interruptores que se acvan si están en contacto. En cuanto a su funcionamiento, tambin es muy sencillo! en estado de reposo la palla com-n 5*9 y la de (eposo 5(9 están en contacto permanente asta que la presión aplicada a la palanca ace saltar la pequeña plana acerada interior y entonces el contacto pasa de la posición de reposo a la de acvo 529. Este po de sensores son los que ulizaremos para O&nal de carrera. *uando la cabina acve el sensor, se abrirá el circuito, y esta señal se env:a al sistema de control que deene el motor.

"<


Para facilitar las cone1iones de los pulsadores y sensores con la unidad de control, se ulizó una pequeña bornera de "< terminarles a donde ir:an sujetos los cables.

c) Diseño del Sistema de Control:

El sistema de control es básicamente un sistema electromecánico, lo cual implica el uso de rels para su construcción.

(el! Es un disposivo electromecánico que consta de una bobina envuelta en un n-cleo, al pasar una pequeña corriente por la bobina esta se imanta y atrae al contacto, lo que cierra o abre un circuito, permiendo o no el paso de una mayor candad de corriente que la que aplicó a la bobina. Aue inventado por

""


Qosep Renry en "6'+ y ya que el rel es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sendo, una forma de ampli&cador elctrico. 3i lo tenemos que comparar con un disposivo electrónico, el transistor es el que cumple una función similar. Sásicamente ay de dos pos! de contacto doble y de contacto simple. El circuito &nal es el siguiente!

E3! E-! E2* .+LSADORES DE EMERGENCIA .3! .-! .2* .+LSADORES DE LLAMADA S3! S-! S2* SENSORES DE /INAL DE CARRERA D-(2! D-(@* DIODOS RELE -* RELE DE LA .LANTA BAA RELE 2! RELE @* RELES DEL .RIMER .ISO RELE * RELE DEL SEG+NDO .ISO RELE * RELE DE BAADA RELE * RELE DE S+BIDA

$iodo! Ln diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente elctrica a travs de l en un solo sendo. Este trmino generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más com-n en la actualidadK consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales elctricos. $ependiendo de cómo polaricemos el $iodo, se comportará como interruptor

"%


cerrado 5conductor9 o interruptor abierto 5aislante9. 0a franja alrededor del diodo indica que ese es el *átodo 5>9.

0os diodos se debieron agregar porque en un primer intento, al desplazarse la cabina, todos los &nales de carrera quedaban cerrados y al cortar el 3< o el 3% se enviaba un pulso a los rel del primer piso que lo acvaban y el sistema enviaba corriente al motor por otro circuito con la consecuente no detención del mismo.

"'


Eplic"cin del /uncion"$iento Para e1plicar el funcionamiento lo aremos a parr de las posiciones del ascensor y seg-n el piso que es llamado. Esto nos da ; posibilidades! "9 0a cabina está en la planta baja y es llamado del primer piso! En esta posición 3< está abierto y todos los otros sensores están cerrados. 2l presionar P", se energiza solo el (E0E % ya que el (E0E % ene 3< abierto. 2s: solo se alimenta el (E0E % que es el rel de subida. *uando el pulso cesa, el (E0E " sigue acvado ya que a travs de 3" se sigue alimentando a la bobina, asta que la cabina llega a 3" abriendo el circuito y el motor se deene.

%9 0a cabina está en la planta baja y es llamado del segundo piso! En esta posición 3< está abierto y todos los otros sensores están cerrados. 2l presionar P%, se energiza solo el (E0E ". 2s: solo se alimenta el (E0E % que es el rel de subida. *uando el pulso cesa, el (E0E " sigue acvado ya que a travs de 3% se cierra el circuito, asta que la cabina llega a 3% abriendo el circuito y el motor se deene a cálculo de presión. '9 0a cabina está en el primer piso y es llamado del segundo piso! En esta posición 3" está abierto y todos los otros sensores están cerrados. 2l presionar P%, se energiza solo el (E0E ". 2s: solo se alimenta el (E0E % que es el rel de subida. *uando el pulso cesa, el (E0E " sigue acvado ya que a travs de 3% se cierra el circuito, asta que la cabina llega a 3" abriendo el circuito y el motor se deene. )9 0a cabina está en el segundo piso y es llamado del primer piso! En esta posición 3% está abierto y todos los otros sensores están cerrados. 2l presionar P", se energiza solo el (E0E % ya que el (E0E " ene 3% abierto. 2s: solo se alimenta el (E0E % que es el rel de bajada. *uando el pulso cesa, el (E0E % sigue acvado ya que a travs de 3" se sigue alimentando a la bobina, asta que la cabina llega a 3" abriendo el circuito y el motor se deene. +9 0a cabina está en el segundo piso y es llamada de la planta baja! En esta posición 3% está abierto y todos los otros sensores están cerrados. 2l presionar P<, se energiza solo el (E0E ". 2s: solo se alimenta el (E0E " que es el rel de bajada. *uando el pulso cesa, el (E0E " sigue acvado ya que a travs de 3< se cierra el circuito, asta que la cabina llega a 3< abriendo el circuito y el motor se deene. ;9 0a cabina está en el primer piso y es llamada de la planta baja! En esta posición 3" está abierto y todos los otros sensores están cerrados. 2l presionar P<, se energiza solo el (E0E ". 2s: solo se alimenta el (E0E % que es el rel de bajada. *uando el pulso cesa, el (E0E "

")


3igue acvado ya que a travs de 3< se cierra el circuito, asta que la cabina llega a 3< abriendo el circuito y el motor se deene. 0os pulsadores de emergencia E<, E" y E% están en serie por lo que cualquiera de ellos que 3e acve interrumpe la alimentación general en cualquier momento desacvando todos 0os rels. El soTUare señalado anteriormente ene la posibilidad de diseñar la placa sobre la que se dibujara el circuito. El resultado, despus de algunas correcciones fue el 3iguiente!

0a construcción de la unidad de control se realizó sobre una protoboard o placa de prueba ya que esta nos permiVa acer correcciones en un primer intento.

"+


º

Para colocar los rel ulizaremos zócalos de circuitos integrados, esto nos permirá cambiarlos si alguno de ellos se quema.

$e la unidad de control salen ; cables que irán a la bornera y as: conectarse a los otros sistemas.

";


Eperi$ent"cin FOr'"ni"cin y Ges8n=* 2 connuación se listan los pasos a seguir para el armado y la lista de materiales! "= Siste$" Mec&nico* Primer paso! *ortado de la madera seg-n las medidas indicadas en el plano. 3egundo paso! Ensamblaje de las columnas de soporte con las plantas. *onstrucción de la cabina. *onstrucción de los soportes para los pulsadores. Nercer paso! *olocación de las gu:as. *uarto paso! 3ujetar la estructura a la madera de base ulizando ) per&les 0 sobre las columnas. Wuinto paso! *olocar la cabina dentro de las gu:as. Lnir el ilo a la parte superior de la cabina. 3e1to paso! $esarmar el auto de juguete para obtener la caja de engranajes y el motor. 3pmo paso! *olocar el motor en la parte superior de la estructura y atar el ilo al eje. 6= Siste$" El
"7


LISTA DE MATERIALES*

Descripcin de los $"teri"les $&s i$port"ntes

·

MOTOR EL?CTRICO DE -(0* encargado de generar un movimiento rotavo, en este caso genera movimiento a un conjunto de piñones que están conectados a unas poleas.

·

BATERHA DE 0* suministra corriente connua, la cual es conectada a los rels.

·

/INAL DE CARRERA O S ENSOR DE CONTACTO* disposivo situado al &nal del recorrido de un elemento móvil, con el objevo de enviar señales que puedan modi&car el estado de un circuito.

·

RELE* disposivo electromecánico en el que por medio de un electroimán se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar circuitos elctricos.

"6


.rue6" Lna vez completado el ensamblado ay que someter al ascensor a prueba. Para eso debemos contemplarlas seis posibilidades para un ascensor de dos plantas. 4eri&camos! .l"nt" B"7" *abina

@ @

.ri$er .iso

Se'undo .iso

0lamada

@

*abina

0lamada

0lamada

*abina

0lamada

*abina

@

*abina

@

0lamada

@

0lamada

*abina

En esta etapa se realizan los ajustes de los &nales de carrera para que el ascensor se detenga donde corresponde. Nambin probamos el circuito de paradas de emergencia aciendo detener el ascensor en cualquier parte de su recorrido.

"C


Result"dos ·

0a carga sube y baja, accionando un conmutador de cambio de sendo. 0a fuente de movimiento es un motor elctrico. 0os mecanismos son! uno de transmisión del movimiento y el otro de transformación del movimiento.

·

*uando el ascensor termina de subir, se para manualmente, con intervención umana. *uando el ascensor termina de bajar, debe pararse manualmente.

·

?E*2I3?G $E N(2I3?3XI! El mecanismos de transmisión es circular, el elemento motriz es el motor elctrico. El sistema de transmisión consiste en poleas con correa, engranajes,. Es más sencillo de construir con el de poleas.

·

?E*2I3?G $E N(2I3AG(?2*XI! El mecanismo de transformación es de circular a lineal puesto que el movimiento del ascensor debe es lineal. El motorreductor, ene una ventaja añadida, facilita que el ascensor suba lentamente y de forma segura, aunque el manivela torno es más sencillo.

%<


Conclusin El modelo a escala funciona correctamente. Podr:amos mejorar y abaratar los precios, por ejemplo ulizando una placa P*S en vez de una protoboard. *reemos que el sistema es mejorable y que se puede realizar en el siguiente año escolar. Es central a este proyecto la integración de conocimientos cienV&cos y tecnológicos. *onsideramos que este recurso didácco permite a los alumnos e1plorar disntas etapas del proyecto tecnológico y a los docentes contar con un equipo para enseñar y modelizar, proponer mejoras, y contribuir a desarrollar nuevas perspecvas de enseñanza de la tecnolog:a y de sus derivaciones cienV&cas.

%"


Re)erenci"s Bi6lio'r&:c"s ·

320I23 Edmundo. A:sica ', Electricidad y Electromagnesmo. Primera Edición. Editorial Q.(.0. 0oja 8 Ecuador. %<<+

·

3áncez 4icente. nvesgación *ienV&ca. Primera Edición. Yamora 8 Ecuador. %<<;.

·

3áncez 4icente. 0aboratorio de A:sica. Primera Edición. Yamora 8 Ecuador. %<<;.

·

3ios Ueb!

o Zp![[elblogdelprofesordetecnologia.blogspot.com o Zp![[es.UiDipedia.org[UiDi[2scensor\Ristoria 

3ios de youtube para el diseño del proyecto! o

Zp![[UUU.youtube.com[Uatc]v^Nlcc7AnC'ND motorreductor

o

Zp![[UUU.youtube.com[Uatc]v^Sl"tbmt=LU ascensor

%%

Proyecto Ascensor

Recommend Documents