UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE
DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE ELECCIÓN PARA UNA PROPUESTA DE ASCENSOR PARA
CAMPUS UPN EL MOLINO PARA EL 2015 2013
TRUJILLO - PERÚ
INTEGRANTES
: Terrones Cruz, Andrea Trujillo Rojas, Angie
DOCENTE
: Lic. Anthony Pinedo Araujo
CURSO
: Dinámica
FACULTAD
: Facultad de Ingeniería
CARRERA
: Ingeniería Civil
CICLO
: IV
TABLA DE CONTENIDO I. RESUMEN ..................................................................................... 1 II.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................ 2
III.
FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS ....................................................... 2
IV.
OBJETIVOS .................................................................................... 3
4.1 GENERALES ................................................................................. 3 4.2 ESPECÍFICO ................................................................................. 3 V.
FUNDAMENTO TEÓRICO ............................................................... 4
5.1 CONCEPTOS BÁSICOS: ........................................................................................... 4 5.1.1 ASCENSORES: ...................................................................................................................... 4 5.1.2 CABLES PARA ASCENSORES: ................................................................................................ 5 5.1.3 SEGUNDA LEY DE NEWTON: ............................................................................................... 7
5.2 ANTECEDENTES: ........................................................................................................ 0 5.3 JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA: ..................................................................... 0 VI.
DISEÑO, MATERIALES Y EQUIPO ................................................... 0
VII.
PROCEDIMIENTO .......................................................................... 0
VIII.
OBTENCIÓN DE DATOS.................................................................. 0
IX.
DISCUSIÓN .................................................................................... 0
X.
CONCLUSIONES ............................................................................. 0
XI.
REFERENCIAS ................................................................................ 0
TABLA DE ILUSTRACIONES
Ilustración Ilustración Ilustración Ilustración Ilustración Ilustración Ilustración Ilustración Ilustración Ilustración Ilustración
1 ................................................................................................ 1 2 ................................................................................................ 2 3 ................................................................................................ 4 4 ................................................................................................ 5 5 ................................................................................................ 7 6 ................................................................................................ 7 7 ................................................................................................ 8 8 ................................................................................................ 8 9 .............................................................................................. 10 10 .............................................................................................. 0 11 .............................................................................................. 0
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I.
RESUMEN En la actualidad es evidente el crecimiento de la demanda profesional puesto que, la población se incrementa año a año, repercutiendo en el aumento de la población estudiantil en todos los niveles, por eso es necesario que el crecimiento sea estudiado mediante modelos estadísticos que nos permitan estimar con un grado de seguridad, el incremento anual para, de esta manera, se efectúen ampliaciones de los recursos con que se cuenta. Una universidad produce programas y distribuye contenido. Para poder brindar cada uno de los servicios que abarca, es necesario contar con la infraestructura adecuada, de tal manera que otorgue las facilidades necesarias durante la formación profesional. El proyecto de investigación realizado se basa en el análisis de un ascensor; un nuevo recurso que podría formar parte de instituciones educativas de nivel superior. El mecanismo con el que este funciona posee una tensión; en este caso nos concentraremos en el cálculo y análisis de la misma. Sin dejar a un lado la comprensión de los temas investigados y estudiados ya sea de forma superficial o como objeto de material para el uso de los cálculos.
Ilustración 1
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DINÁMICA II.
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ¿De que manera determinar el cálculo de soporte de la tensión de un ascensor considerando la población estudiantil que pertenecerán al Campus UPN el Molino en el año 2015?
III.
FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS
Aplicando la segunda ley de Newton hallamos la tensión.
Tomando velocidades en diferentes alturas se determinará el tiempo promedio que tarda el ascensor en elevarse hasta el último nivel de la edificación.
Ilustración 2
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IV. OBEJTIVOS 4.1
GENERAL
Determinar los parámetros de elección para una propuesta de ascensor para campus UPN – El Molino para el 2015.
4.2
ESPECÍFICOS
Identificar la ubicación exacta donde se podrá ubicar el sistema del ascensor.
Calcular la tensión del cable que soportará las cargas dentro del ascensor.
Identificar las fuerzas que intervienen en el sistema del ascensor.
Determinar el soporte máximo de la tensión del ascensor a estudiar.
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DINÁMICA
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V. FUNDAMENTO TEÓRICO 5.1 CONCEPTOS BÁSICOS 5.1.1 ASCENSORES Un ascensor o elevador es un sistema de transporte vertical diseñado para movilizar personas o bienes entre diferentes niveles. Puede ser utilizado ya sea para ascender o descender en un edificio o una construcción subterránea. Se conforma con partes mecánicas, eléctricas y electrónicas que funcionan conjuntamente para lograr un medio seguro de movilidad.
Ilustración 3
ASCENSOR DE TRACCIÓN ELÉCTRICO Se le llama así al sistema en suspensión compuesto por un lado por una cabina, y por el otro por un contrapeso, a los cuales se les da un movimiento vertical mediante un motor eléctrico. Todo ello funciona con un sistema de guías verticales y consta de elementos de seguridad como el amortiguador situado en el foso (parte inferior del hueco del ascensor) y un limitador de velocidad mecánico, que detecta el exceso de velocidad de la cabina para activar el sistema de paracaídas, que automáticamente detiene el ascensor en el caso de que esto ocurra. El ascensor eléctrico es el más común para transporte de personas a baja y alta velocidad (superior a 0,8 m/s), elevador con alta exigencia de comfort (hospitales, hoteles) o elevador que sirven más de 6 pisos. . - Una velocidad: Los grupos tractores con motores de una velocidad, solo se utilizan para ascensores de velocidades no mayores de 0,7 m/s, por lo general eran colocados en ascensores de viviendas de 300 kg y 4 personas. Su nivel de parada es muy impreciso y varía mucho con la carga, incluso es distinto en subida como en bajada. En muchos países está prohibida su instalación para nuevos ascensores por su imprecisión en la parada. 4
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Dos velocidades: Los grupos tractores de dos velocidades poseen motores trifásicos de polos conmutables, que funcionan a una velocidad rápida y otra lenta según la conexión de los polos. De esta manera se obtiene con una velocidad de nivelación baja un frenado con el mínimo de error (aproximadamente 10 mm de error) y un viaje más confortable. Estos grupos tractores en la actualidad están en retirada, ya que consumen demasiada energía y son algo ruidosos. Variación de frecuencia: La aceleración en la arrancada y la deceleración antes de que actúe el freno se llevan a cabo mediante un variador de frecuencia acoplado al cuadro de maniobra. El freno actúa cuando el ascensor está prácticamente parado y se consigue así una nivelación y un confort que superan incluso los del sistema de dos velocidades.
ASCENSORES PANORÁMICOS OTIS: Permiten armonizar ornamentación con practicidad, para realzar áreas importantes de multitud de inmuebles, destinados a los usos más diversos, desde Oficinas hasta Hoteles, pasando por Centros Comerciales e incluso viviendas o centros de estudio. Su instalación puede efectuarse en el interior o exterior de los edificios, siendo necesario considerar, en este último caso: la orientación de la fachada por la que circularán los ascensores y las circunstancias climatológicas de la zona, al objeto de conseguir la solución estética y funcional más adecuada.
Ilustración 4
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5.1.2 CABLES PARA ASCENSORES Existen distintos tipos de cables para ascensores. Debemos tener en cuenta que este es un factor muy importante en el funcionamiento del sistema y, obviamente, no nos podemos olvidar que un mínimo error puede poner en peligro a muchas personas ajenas. Es por eso que es necesario pedir ayuda a profesionales en la elección de los cables para ascensores, para así poder elegir el correcto y así evitarnos todo tipo de problemas. CALBES TYCSA 5.1.2.1 TIPOS DE ASCENSORES Hidráulicos: Este tipo de ascensor con muchos renvíos es muy exigente con el cable en cuanto a fatiga. Aunque el recorrido no sea muy elevado, el cable está muy solicitado. Eléctricos con poleas de tracción: Aquí el cable trabaja de manera más o menos exigente según la altura del ascensor, la velocidad, el número de paradas, la frecuencia de utilización.
5.1.2.2 PROPIEDAS BASICAS DE LOS CABLES TYCSA
TYCLIFT 8FC TYCLIFT 8FC es un cable de 8x19S +alma de fibra. Es la composición más común en el mundo del ascensor por sus características tanto en carga de rotura como en resistencia a fatiga y a abrasión Por sus 8 cordones de alambres Seale, proporciona una gran resistencia a fatiga y a la abrasión por sus 9 alambres exteriores en cada cordón. El desgaste de las poleas es también inferior en las mismas proporciones TYCLIFT 8MC Comparada con el TYCLIFT 8FC, el TYCLIFT 8MC mantiene las mismas ventajas y cualidades pero mejor bastante la estabilidad dimensional permitiendo ir a instalaciones más exigentes o simplemente reducir el coste de utilización del ascensor. Efectivamente el TYCLIFT 8MC, con su alma metálica, mantiene su diámetro casi constante gracias a un soporte superior del alma y reduce el desgaste de las poleas. Las flexiones hacen que trabaje más el alma en compresión y la presencia del alma metálica es más notable por ejemplo en ascensores hidráulicos o maquinaria abajo.
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Ilustración 5
TYCLIFT 9L Cuando se llega a instalaciones de alta velocidad, con longitudes de cables importantes, difíciles de acceso, con exigencias de servicio altísimas o simplemente de prestigio, el TYCLIFT 9L es el cable recomendable. Sus prestaciones son superiores a los cables de 8 cordones (TYCLIFT 8FC y TYCLIFT 8MC) gracias a su construcción. Por su superficie de contacto máximo con las poleas debidas los 9 cordones exteriores, permite alcanzar una vida muy larga del cable incluso en condiciones extremas.
Ilustración 6
Esa misma razón alarga la vida de las poleas. Una polea en mal estado es la fuente de una larga lista de problemas. - Vibraciones - Reducción del coeficiente de seguridad - Alargamiento excesivo del cable - Roturas de alambres y del cable - Intervenciones repetidas - Un coste de mantenimiento elevado - Cliente insatisfecho
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5.1.2.3 ¿QUE CABLE INSTALAR? Para ayudar al ascensorista a hacer la compra correcta, se facilita una tabla de doble entrada permitiendo elegir el cable según el uso final. La elección del cable idóneo es más crítica cuando los materiales usados para las poleas es más duro. Recordamos que también la grasa (cantidad, aplicación durante la fabri cación y la calidad) es un factor crucial para la duración del cable.
Ascensor hidráulico
Ilustración 7
Ascensor eléctrico
Ilustración 8
5.1.3 SEGUNDA LEY DE NEWTON
La segunda ley del movimiento de Newton dice que: “El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime ”. Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.
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En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación:
Donde: P es el momento lineal la fuerza total o fuerza resultante. Suponiendo que la masa es constante y que la velocidad es muy inferior a la velocidad de la luz la ecuación anterior se puede rescribir de la siguiente manera: Sabemos que P es el momento lineal, que se puede escribir m.V donde m es la masa del cuerpo y V su velocidad.
Consideramos a la masa constante y podemos escribir
aplicando estas
modificaciones a la ecuación anterior:
La fuerza es el producto de la masa por la aceleración, que es la ecuación fundamental de la dinámica, donde la constante de proporcionalidad, distinta para cada cuerpo, es su masa de inercia. Veamos lo siguiente, si despejamos m de la ecuación anterior obtenemos que m es la relación que existe entre F y a. Es decir la relación que hay entre la fuerza aplicada al cuerpo y la aceleración obtenida. Cuando un cuerpo tiene una gran resistencia a cambiar su aceleración (una gran masa) se dice que tiene mucha inercia. Es por esta razón por la que la masa se define como una medida de la inercia del cuerpo. Por tanto, si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula no es cero, esta partícula tendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en dirección de ésta. La expresión anterior así establecida es válida tanto para la mecánica clásica como para la mecánica relativista, a pesar de que la definición de momento lineal es diferente en las dos teorías: mientras que la dinámica clásica afirma que la masa de un cuerpo es siempre la misma, con independencia de la velocidad con la que se mueve, la mecánica relativista establece que la masa de un cuerpo aumenta al crecer la velocidad con la que se mueve dicho cuerpo. De la ecuación fundamental se deriva también la definición de la unidad de fuerza o newton (N). Si la masa y la aceleración valen 1, la fuerza también valdrá 1; así, pues, el newton es la fuerza que aplicada a una masa de un kilogramo le produce 9
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una aceleración de 1 m/s². Se entiende que la aceleración y la fuerza han de tener la misma dirección y sentido. La importancia de esa ecuación estriba sobre todo en que resuelve el problema de la dinámica de determinar la clase de fuerza que se necesita para producir los diferentes tipos de movimiento: rectilíneo uniforme (m.r.u), circular uniforme (m.c.u) y uniformemente acelerado (m.r.u.a). Si sobre el cuerpo actúan muchas fuerzas, habría que determinar primero el vector suma de todas esas fuerzas. Por último, si se tratase de un objeto que cayese hacia la tierra con una resistencia del aire igual a cero, la fuerza sería su peso, que provocaría una aceleración descendente igual a la de la gravedad.
Ilustración 9
5.2 ANTECEDENTES 5.3 JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA VI. OBTENCIÓN DE DATOS
VII. ANÁLISIS DE LOS DATOS VIII. CONCLUSIONES
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IX. BIBLIOGRAFÍA Y LINKOGRAFÍA
HIBBEELER R. C.: Mecánica vectorial para ingenieros. Dinámica. Décima edición. PEARSON EDUCACIÓN, México, 2004.
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