normativa y proyecto

Sist. de manutencin para el almacenamiento automtico de tiles de conformado para alas de avin

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SumarioA. B. C. NORMATIVA______________________________________________3 ALMACN. _______________________________________________7 PRTICO-TRANSELEVADOR ______________________________10

B.1. Clculo de las mnsulas. ................................................................................. 7

C.1. Longitud del cable. ......................................................................................... 10 C.2. Dimetro del cable. ........................................................................................ 13 C.3. Poleas............................................................................................................. 16 C.4. Rodamientos de las poleas............................................................................ 27 C.5. Tambor. .......................................................................................................... 29 C.6. Clculo de las ruedas tractoras. .................................................................... 33 C.7. Motores. ......................................................................................................... 37 C.8. Guiado de la cuna. ......................................................................................... 48 C.9. Clculo del peso de la estructura................................................................... 51 C.10. Clculos cuna de elevacin (ANSYS). .......................................................... 54

D.

PRESUPUESTO __________________________________________58

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Anexos


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A.

Normativa

A continuacin se adjunta una relacin de las normas especficas que aplicaremos en el diseo del prtico-transelevadores as como las exigencias habituales para el aseguramiento de la calidad en la fabricacin, ensamblaje y puesta en obra. No se pretende aqu una relacin exhaustiva sino una seleccin de las normas y procedimientos ms significativos. Ruedas de traslacin DIN 15070 Gras; principios de diseo para las ruedas motrices DIN 15072 Gras; superfcie de rodadura de las ruedas motrices y correlacin entre los rales y el dimetro de las ruedas motrices. DIN 15093 Gras; ruedas motrices y ruedas libres; ruedas motrices DIN 15071 Gras; determinacin de la carga de los rodamientos de las ruedas motrices. DIN 15090 Gras; ruedas motrices y ruedas libres; ensamblaje

Estructura FEM 9311 Reglas para el diseo de transelevadores. Estructuras ITC MIE-AEM1 Instruccin tcnica complementaria del reglamento de aparatos de elevacin y manutencin 1985 (guas paracadas).

Mecanismos de accionamiento FEM 9512 Reglas para el diseo de transelevadores. Mecanismos. FEM 9683 Seleccin de los motores de traslacin y elevacin. FEM 9751 Mecanismos de elevacin de serie. Seguridad.

Estanteras

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Anexos

FEM 9831 Principios de clculo de transelevadores. Tolerancias, deformaciones y holguras en los silos.

Prestaciones FEM 9851 Transelevadores. Tiempos de ciclo de trabajo. FEM 9222 Standards para la aceptacin y disponibilidad de instalaciones con transelevadores.

Seguridad 98/37/CE Directiva de mquinas UNE-EN 528 Transelevadores. Seguridad. UNE-EN 981 Seguridad de las mquinas. Sistemas de seales de peligro y de Informacin auditivas y visuales. UNE-EN 981 Seguridad de las mquinas. Sistemas de seales de peligro y de Informacin auditivas y visuales. UNE-EN 1037 Seguridad de las mquinas. Prevencin de una puesta en marcha intempestiva. UNE-EN 1837 Seguridad de las mquinas. Alumbrado integral de las mquinas. UNE-EN 61310-1 Seguridad de las mquinas. Indicacin, marcado y maniobra. Parte 1: especificaciones para las seales visuales, audibles y tctiles. UNE-EN 60204-32 Seguridad de las mquinas. Equipo elctrico de las mquinas. Parte 32: requisitos para aparatos de elevacin. Conjunto de lnea de vida y arneses, absorbedor de energa, anticaida mvil y cuerda segn normas EN 361 EN 355 EN 353-1 y EN 354. Topes hidrulicos con certificacin TV


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Clculo de pernos de anclaje para antivuelcos y topes segn EH-88 y EH-91

Cables, tambores y poleas de elevacin UNE-EN 528 Transelevadores. Seguridad. DIN 2078 DIN 3051 Condiciones tcnicas para cables manufacturados UNE-915-92 Dimensiones y caractersticas de los elementos de accionamiento y de los aparejos para cables. Cables con certificacin TV y declaracin de conformidad CE Terminales de fijacin para los cables registrados y patentados Poleas de elevacin con certificado de inspeccin de calidad segn EN 10.2043.1.B

Ergonoma UNE-EN 294 Seguridad de las mquinas. Distancias de seguridad para impedir que se alcancen zonas peligrosas con los miembros superiores. UNE-EN 811 Seguridad de las mquinas. Distancias de seguridad para impedir que se alcancen zonas peligrosas con los miembros inferiores. UNE-EN 349 Seguridad de las mquinas. Distancias mnimas para evitar el aplastamiento de partes del cuerpo humano. UNE-EN 547-1Seguridad de las mquinas. Medidas del cuerpo humano. Parte 1: Principios para la determinacin de las dimensiones requeridas para el paso de todo el cuerpo en las mquinas. UNE-EN 547-2 Seguridad de las mquinas. Medidas del cuerpo humano. Parte 2: Principios para la determinacin de las dimensiones requeridas para las aberturas de acceso. UNE-EN 547-3Seguridad de las mquinas. Medidas del cuerpo humano.

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Anexos

Parte 3: Datos antropomtricos.

Fabricacin Directiva de Mquinas 98/37/CE Acero estructural con certificacin de composicin y calidad para columnas, testeros y cuna Acero con certificacin de composicin y calidad para ejes y ruedas Recubrimientos protectores (imprimacin y acabado) con certificado de calidad Tratamientos trmicos con certificacin de dureza y penetracin Soldadores con certificacin de cualificacin Materiales de aportacin homologados Talleres con procedimientos de soldadura cualificados PQR y WPS Procedure Qualification Record; Welding Procedure Specification Inspeccin de soldaduras segn ASME VIII Div.1.


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B.B.1.

Almacn.Clculo de las mnsulas.

Por lo que respecta a la carga mxima por mnsula, deberemos tener en cuenta que el peso mximo de las unidades de carga no superar nunca los 3000 kg. As que podemos asegurar que el peso mximo por nivel no ser superior a 3000 kg. Por otro lado, tenemos que las mnsulas permiten cargas por unidad que van desde 90 a 1800 kg. As que: - lTotal= 18200 mm. - n de mnsulas / nivel = 10 Cmnsula = Cmaxutil / N mnsulas Cmnsula = (3000 Kg. 9,8 m/s2 ) / 10 = 2940 N/mnsula

- lTotal= 18200 mm. - n de mnsulas / nivel = 12 Cmnsula = Cmaxutil / N mnsulas Cmnsula = (3000 Kg. 9,8 m/s2 ) / 12 = 2450 N/mnsula

- lTotal= 18200 mm. - n de mnsulas / nivel = 14 Cmnsula = Cmaxutil / N mnsulas Cmnsula = (3000 Kg. 9,8 m/s2 ) / 14 = 2100 N/mnsula

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Anexos

ste se dar en el modulo que sustentar a los tres transportadores de roldanas junto con las 14 unidades de carga. 13 de las cuales estarn colocadas en los diferentes niveles y una ms que ser la situada encima de los transportadores lista para ser transportada o introducida en el almacn.

CTotal = Cmdulo + Ctiles + Ctransportadores CTotal = (7009,8)+(1430009,8)+(38009,8)= 441980 N.

Debemos comprobar que el suelo ser capaz de aguantar dicha carga a travs de la superficie total de contacto de las bases de los modulos.

Sbase = (1880 200) = 376000 mm2 P(por base) = (441980 / 12) / 376000 = 9,79 10-2 N/mm2 Rsuelo nave > Ppor base Pandeo de las mnsulas

B Ax P

Figura B.1. Pandeo de la mnsula.

MB = F x = P 9,8 x = 3000 Kg. 9,8 m/s2 (1440/2) mm. = 21168 Nm.

(B.1)


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c

Figura B.2. Nomenclatura de las distancias.

b

fc = (pc) / (12EI) [(b + (c/2))2 (4b - c) + c3]

(B.2)

fc = (24501,2)/(120,212120000)[(0,6 +(1,2/2))2 (40,6 - 1,2)+(1,2)3]= 1,9 mm.

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Anexos

C.

Prtico-transelevadorLongitud del cable.

C.1.Tramo DB

tg = sen / cos = 5,6 / 7894,5 = arctg (5,6 / 7894,5) = (4,06 10-2 ) sen = 5,6 / DB DB = 5,6 / sen(4,06 10-2) = 7894,502 mm. lDB = 7894,5 mm.

DB 5,6

7894,5

Figura C.1. Tringulo debido a la inclinacin del cable..

Podemos observar que 7894,5 mm. 7894,502 mm., as que podamos haber despreciado el clculo anterior.Por al contrario, las longitudes del cable que pasa por el interior de las poleas, 1/4 de vuelta o 1/2 vuelta segn los casos, si que no deberemos despreciarlos.

1/4 de vuelta en la polea "B". La longitud de 1/4 de permetro de la polea sera: l = (2 rpolea ) / 4 = 400 / 4 = 314,16 mm. 314,2 mm. pero debido al radio primitivo del cable la longitud de cuerda sustentada por 1/4 de vuelta de la polea sea: lreal = (2 (rpolea + rcable)) / 4 = (200 + 5,5) / 2 = 322,8 mm. l 1/4 polea "B" = 322,8 mm. Tramo BA.


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Sera la distancia entre centros de las poleas "A" y "B". lBA = rB + 6808 mm. + rA = 200 + 6808 + 200 = 7208 mm.

1/2 de vuelta en la polea "A". l' real = 2(2 (rpolea + rcable)) / 4 = (200 + 5,5) = 645,6 mm. l 1/2 polea "A" = 645,6 mm.

Tramo AC. lAC lBA = 7208 mm.

(1/4 + ) de vuelta en la polea "C". l'' real = ((2 (rpolea + rcable)) / 4) + ( (rpolea + rcable)) Para el clculo de ; tg = sen / cos = arctg (135/1560) = 4,946 5 sen = 135 / CE CE = 1565,8 mm 1566 mm.

Aqu el aumento de longitud teniendo en cuenta el ngulo es despreciable, 1560 mm 1566 mm. ya que estamos hablando de milmetros; pero en el caso de calcular la cantidad de cable suspendido por la polea debido este ngulo ya no lo podremos considerar despreciable. Para 1/4 de polea; l1/4 polea = ((2 (rpolea + rcable)) / 4) = 2 (140 + 5,5)/4 = 228,55 mm.

Para el resto de ngulo de contacto (5 = 8,72 10-2 rad);

Pg. 12

Anexos

l 5 = ( (rpolea + rcable)) = 8,72 10-2 rad (140 + 5,5) = 12,7 mm.

CE 60

1560

Tabla C.2. Tringulo debido a la inclinacin del cable. Finalmente; l'' real = 228,55 + 12,7 = 241,24 mm.

Tramo CE. Clculado anteriormente; CE = 1566 mm. l CE = 1566 mm.

Tramo EF. tg = sen / cos = arctg (299,7 / 1429,5) = 11,85 sen = 299,7 / EF EF = (299,7 / sen(11,85)) = 1460,57 mm. l EF = 1460,57 mm.

EF 299,7

1429,5

Figura C.3. Tringulo debido a la inclinacin del cable.


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Longitud del cable en el tambor Suponiendo la cuna en la posicin ms baja en el prtico-transelevador, en el tambor deberemos dejar entre 1,5 y 3 vueltas de cable, por lo que deberemos tambin tener en cuenta su longitud para el clculo de la longitud total del cable. En el caso de dejar 3 vueltas en el tambor; l'''real cable = 3 ( 2 rtambor ) = 3 2 ((457/2) + 5,5) = 4411 mm.

Longitud total del cable. LTOTAL = lDB + l 1/4 polea "B" + lBA + l 1/2 polea "A" + lAC + l'' real + l CE + l EF + l'''real cable LTOTAL = 7894,5 + 322,8 + 7208 + 645,6 + 7208 + 241,24 + 1566 + 1460,57 + 4411 LTOTAL = 30957,71 mm.

Esta longitud total corresponde al lado mas corto, en caso de querer calcular el lado ms largo deberemos incrementar la longitud en 50 mm., en todo caso, es una longitud claramente despreciable.

(Lado corto) LTOTAL = 30957,71 mm. (Lado largo) LTOTAL = 30957,71 mm + 50 mm. = 31007,71 mm.

C.2.

Dimetro del cable.

Por lo tanto, si la frmula general para el clculo de la traccin mxima es:

S = [( Fcarga + Fa) / ( i cosm)]

(C.1)

Pg. 14

Anexos

En este caso no vamos a tener en cuenta Fa , Fa = (Qu + Qes) atras = 10.000 Kg. 0,09 m/s2 = 900 N. Fcarga = (Qu + Qes) g = 10.000 Kg. 9,8 m/s2 = 98.000 N. 98.000 N 0,10 = 9.800 N. > 900 N

ni tampoco m ya que la inclinacin no supera los 22,5, con lo que la formula anterior queda de la siguiente forma:

S = ( Qu + Qes ) / ( I )

(C.2)

Traccin mxima en el cable de elevacin S:

S = [( Qu + Qes )g / ( i )] = ((3000 + 7000) 9,8) / ( 8 0,93 ) = 13.172 N. El dimetro del cable se puede calcular segn dos normativas (FEM/DIN): Es necesaria la tabla de los coeficientes Zp y Kc;

FEM seguridad min. Zp GRUPO Cargas peligrosas cable antigiratorio 4 4,5 5,6 7,1 9 11,2 GRUPO

DIN Coeficiente Kc

Normal

Normal

Cargas Peligrosas y cable antigiratorio

M3 M4 M5 M6 M7 M8

3,55 4 4,5 5,6 7,1 9

1 Bm 1 Am 2m 3m 4m 5m

0,250 0,265 0,280 0,315 0,335 0,375

0,235 0,250 0,265 0,280 0,325 0,365

0,265 0,280 0,315 0,335 0,375 0,425

0,250 0,265 0,280 0,325 0,365 0,400

Tabla C.1. Coeficientes Zp y Kc.


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FEM: Su sistema se basa en una comprobacin, en funcin del grupo del mecanismo, tipo de cable, la carga de rotura del cable, seguridad mnima Zp y la traccin mxima del cable.

Seguridad Zp F0 / S F0 / S = 10800 / 1344,1 = 8,03 Segn tablas Zp = 7,1, por lo que cumple la condicin mnima . Zp = 7,1 < 8,03

(C.3)

DIN: Con esta se calcula directamente el dimetro necesario del cable, en funcin del coeficiente de seguridad Kc y la traccin mx. S del cable.

D = Kc (S)1/2

(C.4)

Tenemos que en el caso de una resistencia de cable de 180 Kg/mm2 y un grupo 3m de mecanismo: cable 1 = 0,335 1344,1 = 11,54 mm.

Tenemos que en el caso de un cable de resistencia de 200 Kg/mm2 y un grupo 3m en la nomenclatura de la normativa DIN:

cable 2 = 0,325 1344,1 = 10,26 mm.

Mtodo de valor intermedio: cable 2 < cable final < cable 1 10,26 mm. < 11 mm. < 11,54 mm.

Pg. 16

Anexos

C.3.

Poleas.

Antes de elegir el tipo de polea y el material de composicin, es preferible describir el perfil de garganta de esta. Este est normalizado segn DIN 15061, basndose en las diferencias admisibles siguientes entre radio de garganta y de cable, en funcin del dimetro nominal de ste, d1.

Radio de garganta r1 1,6 2,2 2,7 3,2 3,7 4,2 4,8 5,3 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 12 12,5 13 13,5 14 15 16 +0,8 +0,4 +0,2 +0,6 +0,3 +0,2 +0,4 +0,2 +0,1 1 2 3 h 8 10 12,5 12,5 15 15 17,5 17,5 20 20 22,5 25 25 27,5 30 30 32,5 35 35 35 35 37,5 40 40 40 45

Valores Aproximados i 9 11 14 15 17 18 21 22 25 25 28 31 31 34 37 38 40 43 44 45 46 48 51 52 53 59 m 2 2 2 3 4 4 4,5 4,5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8

Diametro nominal del cable d1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 - 28 29 - 30

Tabla C.2. Perfiles de garganta de poleas segn DIN 15061.

Seleccin de Poleas de Acero. Normativa.


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Las poleas de acero laminado diseadas y construidas estn provistas de rodamientos, perfectamente obturados con retenes especiales. El engrase de estos rodamientos se hace mediante engrasadores a presin, uno por rodamiento, colocados en el extremo del eje y debidamente protegidos contra golpes.

-Poleas con casquillos de bronce:D1 23 d -Poleas con rodamientos de bolas:D1 23 30 d -Poleas con rodamientos de rodillos: D1 23 30 d

(C.5) (C.6) (C.7)

Donde d: dimetro del cable y D1: dimetro de la polea. El radio de fondo de la garganta (r = 0,54 d) r = 0,54 cable = 0,54 11 = 5,94 6 mm. rreal = 6,3 6 mm. (C.8)

-Determinacin del dimetro primitivo mnimo en el cable. El dimetro primitivo mnimo de una polea se determina verificando la relacin: D d1 h1 h2Parametros d1 h1 Definicin Dimetro del cable Coeficiente dependiente del grupo en el que est clasificado el mecanismo de elevacin Coeficiente de mayorizacin de h1 (funcin del montaje). Este coeficiente compensa el nmero de flexiones de un cable en su peso por las poleas y el tambor. Este coeficiente definido por DIN 15020, no est contemplado en las nueva Dimetro de enrollamiento sobre las poleas, tambores o poleas de equilibrio contado desde el eje del cable.

(C.9)

h2

D

Tabla C.3. Parmetros para el calculo del dimetro de la polea. Valores del coeficiente h1

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Anexos

GRUPO FEM M3 M4 M5 M6 M7 DIN 1 Bm 1 Am 2m 3m 4m

CABLE NORMAL POLEA POLEA DE COMPENS TAMBOR CABLE ADORA 16 18 20 22,4 25 12,5 14 14 16 16 16 16 18 20 22,4

CABLE ANTIGIRATORIO POLEA POLEA DE COMPENSA TAMBOR CABLE DORA 18 20 22,4 25 28 14 16 16 18 18 16 18 20 22,4 25

Tabla C.4. Valores del coeficiente h1.

Valores del coeficiente h2Valor 1 2 4 0 Para un tambor Para una polea que no suponga inversin en el sentido de enrollamiento en el recorrido del cable (flexin en igual sentido) Para cada polea que produzca una inversin en el sentido de enrollamiento (curvatura en S)(flexin en sentido contrario) Para una polea de equilibrio Definicin

Tabla C.5. Valores de h2.

Con el valor de Wtot obtenido sumando todos los W correspondientes a los diversos elementos se obtiene el valor de h2 de la siguiente tabla:Valores del coeficiente h2 Wtot h2 1a5 1 6a9 1,12 +10 1,25

Tabla C.6. Valores de h2 segn valor total de W. Escogido el cable antigiratorio, los valores de h1 son:Definicin Polea de cable Polea compensadora Tambor Valor 25 18 22,4

Tabla C.7. Valores de h1 para el valor de W total obtenido. Wtot = 1 + 2 + 4 + 2 = 9


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Por tablas tomamos h2 = 1,12 D d1 h1 h2 = 11 25 1,12 = 308 mm. mn = 308 mm. Para asegurar una vida suficiente del cable los dimetros de enrollamiento mnimos D deben ser determinados en funcin del grupo de mecanismo mediante frmula D/d>H 400 / 11 = 36,36 > H

Poleas de Nylon.MONOCAST GSM N/mm2 % N/mm2 Rockw ell Shore N/mm2 % KJ/m C C C Kv/mm Ohmcm2

Propiedes fsicas Resistencia a traccin Alargamiento Modulo de elesticidad Dureza Dureza Resistencia a Flexin Deformacin bajo carga (14N/mm2) a 50C despues de 24h. Resistencia a Impacto Coeficiente de expansin trmica lineal Temperatura de fundido Inflamabilidad Temperatura de doblado a 0,46 N/mm2 Temperatura de doblado a 1,86 N/mm2 Permitividad a 50x106 Hz Resistencia dielctrica Resisitividad Volumtrica

MONOCAST M/MX 75 60 2400 112 80 100 0,5 - 1 >4 7,5 225 200 90 3,7

Tipo de ensayo DIN 53455 DIN 53455 DIN 53457 DIN 53452 DIN 53452 DIN 53452 ASTM-D-621 DIN 53453 DIN 53752 ASTM-D-789 ASTM-D-635 ASTM-D-648 ASTM-D-648 DIN 53483

80 50 3000 115 81 110 0,5 - 1,0 >4 7,5 225 204 93 3,7

K-1x105

autoextinguible autoextinguible

Resistencia qumica

30 30 DIN 53481 (10) 12 (10)12 DIN 53482 Resiste los disolventes y lubricante comunes, hidrocarburos, esteres, cetonas, soluciones acuosas de acidos y bases con un ph entre 5 y 11. No resiste a los fenoles, crisoles, acidos fornicos, acidos minerales y bases 1,15 0,8 5-5,8 1,15 1 06-jul DIN 53479 -

Densidad Absorcin del agua a las 24h. Saturacin

g/cm3 % %

Tabla C.8. Propiedades de las poleas de Nylon.

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Anexos

Clculo del dimensionamiento de la garganta. El radio de la garganta de una polea de Nylon un 5% mas grande que cable (dimetro nominal del cable):. rgarganta = 1,05 11 mm. = 11,55 mm. 11,6 mm. Angulo de garganta polea plstico Angulo garganta polea laminada

En Europa generalmente la profundidad de garganta mnima es igual a 1,5 veces el cable: Profundidad de garganta mnima = 1,5 cable = 1,5 11 = 16,5 mm.

Clculo del ajuste. As pues un buen ajuste para rodamientos antifriccin en servicios severos, se puede calcular como: d = 0,035 Dbrg d = 0,035 110 = 0,367 mm. Dbrg = dimetro exterior del rodamiento y d = Tolerancia de ajuste (C.10)

Clculo de las dimensiones de la polea de plstico. Con una carga total de, QT = 10000 daN Dimetro del cable, cable = 11 mm. (antigiratorio). Factor de servicio (calculado anteriormente), K = 0,5. Horas de vida 6300 h.

Dimetro Polea: Suponiendo el grupo M6 por tablas h1 = 25 y h2 = 1,12


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minpolea = D1 cable h1 h2 = 308 mm. No hay poleas standars de = 308 mm, deberemos elegir entre: Op.A = 315 mm. Op. B = 400 mm. Espesor de la llanta de la llanta de la polea:D iam etro c ab le 10 -11 10 -13

D1 22 5 25 0

r 5,6 5,6 6,3 7 5,6 6,3 7 7 8 8

d2 28 0 28 5 29 0 29 5 31 5 32 0 32 5 36 0 35 9 39 9 41 1 45 6 45 6 50 6 52 6 57 6 57 0

b 32 34 38 44 34 38 44 38 40 40 48 48 50 50 60 60 60

d6 14 5 12 5 14 5 16 5 16 5 16 5 16 5 14 5 16 5 18 0 16 5 18 0 23 0 16 5 18 0 21 0 23 0 18 0 23 0 25 0 23 0 25 0 26 5

P es o 10 11 12 14 17 18 20 22 22 24 30 26 28 30 34 35 40 44 41 44 48

28 0

10 -13

31 5

13 -15

35 5

15 -17

9 9

40 0

17 -19 10

45 0

19 -21

10 11

50 0

20 -24

11 12 ,5

Tabla C.9. Valores de la llanta de las poleas segn su dimetro.

Obtendremos resultados diferentes en funcin de la opcin que hagamos elegido antes ( Op. A y Op. B). Para Op.A= 315 mm.: cable= 13-15 mm. D2 = 360 359 mm.

Pg. 22

Anexos

B = 38 40 mm. D6 = 145 165 180 mm. Calculamos altura de la garganta: h1 = (d2 D1) / 2 = 22,5 mm.

Consideramos un determinado espesor y con l haremos el clculo de la polea. Suponemos un espesor de pared de e = 8 mm y suponemos tambin el nmero de radios de la polea; 8 radios.

P

l

Figura C.4. Representacin de un polea de raids de forma lineal.

S = QTotal / n ramales Para polea superior; S1 = 10000 / 4 2690 daN. Para polea inferior; S2 = 10000 / 8 1345 daN.

= 360 / n radios = 360 / 8 = 45 l = ( D1 ) / 8 = ( 315) / 8 = 123,7 mm.

P1 = 2 S sen ( / 2) = 2690 2 sen(45/2) = 2058,8 daN. P2 = 2 S sen ( / 2) = 1345 2 sen(45/2) = 1029,4 daN.


Pg. 23

Mf1 = ( P1 l ) / 16 = 2058,8 123,7 / 16 = 15917,1 daNmm Mf2 = ( P2 l ) / 16 =1029,4 123,7 / 16 = 7958,5 daNmm

Recordando que f = (Mf / W) = ((P/2) / Ac) Ac = (8 + h) 8 2 = 488 mm2 (el 2 es debido a que tenemos 2 lados). El clculo de I (inercia) por esteiner: I = IG + z2

(C.11) (C.12)

(C.13)

z 30,5 x 22 38

Figura C.5. Valores de la garganta de la polea.

hG = (hiAi)/(Ai) hG = [15,25(30,58)+15,25(30,58)+(22,58)4] / [(30,58)2+(22,58)] = 12,27 I = (1/12)bi hi3 + Ai(hi-hG)2

(C.14)

(C.15)

I = (1/12)[8(30,5)32+22,5(8)3]+([30,58(15,25-12,27)2]2+[22,58(4-12,26)2]) I = 38768,83 + 4333,64 + 12037,15 = 55139,62 mm4 W = I / hCG max = 55139,62 / (30,5 - 12,27) = 3024,66 mm3 f = Mf1 / W = 7958,7 / 3024,66 = 2,63 daN/mm2 Ac = (8 + h) 8 2 = ( 8 + 22,5) 8 2 = 488 mm2 = (P/2) / Ac = (1029,41/2) / 488 = 1,054 daN/mm2

Pg. 24

Anexos

Segn el criterio de Von Mises: eq = (f )2 + 3 ()2 = 32 MPa. (C.16)

En caso de utilizar dos tipos de plstico:Denominacin Resistencia a traccin N/mm2 80 75

MONOCAST GSM MONOCAST M/MX

Tabla C.10. Tipos de plsticos. Calcularemos el coeficiente de seguridad: C180 = 80 / 32 = 2,5 C275 = 75 / 32 = 2,34

Para Op.B= 400 mm.: cable= 17-19 mm. d2 = 456 mm. b = 48 - 50 mm. d6 = 165 - 180 - 210 - 230 mm.

Calculamos altura de la garganta: h1 = (d2 D1) / 2 = 28 mm En este caso tambin utilizaremos el mismo espesor de pared de 8 mm. y el mismo nmero de radios, para poder realizar una mejor comparacin entre las dos poleas. S = QTotal / n ramales


Pg. 25

Para polea superior; S1 = 10000 / 4 2690 daN. Para polea inferior; S2 = 10000 / 8 1345 daN.

= 360 / n radios = 360 / 8 = 45 l = ( D1 ) / 8 = ( 400) / 8 = 157,1 mm.

P1 = 2 S sen ( / 2) = 2690 2 sen(45/2) = 2058,8 daN. P2 = 2 S sen ( / 2) = 1345 2 sen(45/2) = 1029,4 daN.

Mf1 = ( P1 l ) / 16 = 2058,8 157,1 / 16 = 20214,84 daNmm Mf2 = ( P2 l ) / 16 =1029,4 157,1 / 16 = 10107,42 daNmm

Ac = (8 + h) 8 2 = 576 mm2 hG = (hiAi)/(Ai) hG = [18(368)+18(368)+(328)4] / [(368)2+(328)] = 13,69 I = (1/12)bi hi3 + Ai(hi-hG)2 I = (1/12)[8(36)32+32(8)3]+([368(18-13,69)2]2+[328(4-13,69)2]) I =63573,33+10699,83+24037,40 = 98310,56 mm4 W = I / hCG max = 98310,56 / (36 - 13,69) = 4406,56 mm f = Mf1 / W = 10107,41 / 4406,56 = 2,29 daN/mm2 Ac = (8 + h) 8 2 = ( 8 + 28) 8 2 = 576 mm2 = (P/2) / Ac = (1029,41/2) / 576 = 0,893 daN/mm2

Pg. 26

Anexos

Segn el criterio de Von Mises: eq = (f )2 + 3 ()2 = 27,6 MPa.

En caso de utilizar dos tipos de plstico:Denominacin Resistencia a traccin N/mm2 80 75

MONOCAST GSM MONOCAST M/MX

Tabla C.11. Tipos de plsticos. Calcularemos el coeficiente de seguridad: C180 = 80 / 27,6 = 2,9 C275 = 75 / 27,6 = 2,72


Pg. 27

C.4.

Rodamientos de las poleas.

Carga aplicad en el rodamiento. Carga aplicada por ramal; Polea "A": CA = 2 ((Pcuna + Ptil) g)/ n ramales CA = 2((3000 + 7000) 9,8) / 8) = 24500 N.12250 N 12250 N

24500 N

Figura C.6. Esquema de fuerzas. Polea B: CB = ((Pcuna + Ptil) g)/ n ramales CB = 2 ((3000 + 7000) 9,8) / 8 = 17500 N. Angulo de incidencia =4512250 N 12250 N 12250 N

Figura C.7. Esquema de fuerzas. Escogeremos el caso ms crtico, que es el de la polea "A" con 24500 N.

Velocidad equivalente del rodamiento. La velocidad de elevacin de la cuna es, velev = 10 m/min 0,17 m/s Radio de las poleas libres polea = fondo polea + cable = 400 + 11 = 411 mm.

polea = 411 mm. = 0,411 m.2wr wr

Figura C.8. Velocidades del centro y punto extremo de la polea.

Pg. 28

Anexos

Polea "A": velev = wA rA ; donde rA= (polea "A"/2) = 211 mm. wA = velev / rA = (0,17m/s) / (0,211 m) = 0,81 rad/s wA = 2 n (C.17)

n = (0,81 rad / s) (1 / (2)) = 0,13 rev/s = 7,8 r.p.m

Polea "B": vcable = wB rB ; donde rB = (polea "B"/2) = 211 mm. vcable = wA 2 rA = wB rB vcable = 0,81 2 0,211 = wB 0,211 wB = 1,62 rad/s wB = 2 n n = (1,62 rad / s) (1 / (2)) = 0,26 rev/s = 15,5 r.p.m

Duracin de la vida nominal: -Rodamientos de rodillos cilndricos p=10/3 -Rodamientos de bolas p=3 L = ( C / P )p L = ( 168000 / 24500 )10/3 = 613 106 rev. (C.18)

o en caso de utilizar como unidad de medida "horas" Lh = (16666 / n) (C / P)p Lh = (16666 / 15,5) (168000 / 24500)10/3 = 658633,27 h. (C.19)


Pg. 29

C.5.

Tambor.

Clculo del tambor. . Los esfuerzos mximos debidos a una sola espira, son:

C = ( 9,3 S) ( 1 / (D2 h6 ))1/4 C = ( 9,3 1344,1 ) ( 1 / ((468)2 (4,5)6 ))1/4 = 60,66 MPa 61 MPa

(C.20)

Los esfuerzos de compresin se aadirn hasta que la seccin correspondiente al paso del enrollamiento sea solicitada por la traccin del cable, calculndose entonces el esfuerzo de compresin como:

= S / ( h s)

(C.21)

Donde S ser la traccin del cable en N, la h representar el espesor del tambor en (mm.) y finalmente la s que ser el paso del enrollamiento en (mm).

= 13441 / ( 5 13 ) = 206,78 MPa 207 MPa.

An que, debemos tener en cuenta que la hiptesis anterior no se cumple exactamente, ya que pierde cierta rigurosidad en su calculo. A medida que el cable se va arrollando sobre el tambor, disminuye la traccin del cable en las primeras espiras debido al rozamiento; por lo que podremos decir que en el caso de un tambor recubierto de espiras el esfuerzo de compresin es:

Pg. 30

Anexos

= 0,85 (S / ( h s)) = 0,85 (13441 / ( 5 13 )) = 175,76 MPa 176 MPa.

(C.22)

En el extremo de arrollamiento, el esfuerzo es inferior, puesto que la parte del tambor todava no recubierta de espiras refuerza a la parte ya recubierta, en la cual el esfuerzo de compresin es:

ca = 0,5 (S / ( h s)) ca = 0,5 ( 13441 / ( 5 13 )) = 103,39 MPa 104 MPa.

(C.23)

No obstante, en ese lado subsiste una fuerte flexin local de valor:

fa = ( 9,6 S) ( 1 / (D2 h6 ))1/4 fa = ( 9,6 1344,1 ) ( 1 / ((468)2 (4,5)6 ))1/4 = 62,61 MPa 63 MPa.

(C.24)

Dimetro del tambor. As pues, el dimetro del tambor es igual a;

tambor = cable h1 h2 tambor = 11 22,4 1,12 = 275,97 mm. 276 mm.

(C.25)

Determinacin de espesores de pared. De forma rpida: S = ( Q / i )= [( 3.000 + 7.000)9,8] / 8 = 12250 N.


Pg. 31

De forma rigurosa: S = (Q / ( i )) (C.26) S = ((3.000 + 7.000)9,8 / (8 0,93)) = 13.172,04 N. 13.172 N.

Fijacin del cable en el tambor. Suponiendo la altura de elevacin de unos 6255 mm. 6300 mm. La anchura del tambor se calcular: L Cable = h elevacin n ramales L Cable = 6300 mm. 1 = 6300 mm. L espira = tambor tambor = fondo tambor + cable tambor = 457 + 11 = 468 mm. L espira = 468 = 1470,26 mm. 1471 mm.

Para asegurar la mxima seguridad en el tambor, el nmero de espiras muertas sern 3.

n espiras = (L cable a enrollar / L espira ) + n espiras muertas n espiras = ( (6255 2) / 1470,26) + 3 = 8,51 + 3 = 11,51 12 espiras.

Para el clculo de la anchura del tambor: L tambor = n espiras paso L tambor = 12 13 = 156 mm.

La tensin del cable ante la placa de apriete es:

Pg. 32

Anexos

Ssujecin = Smax / ef Ssujecin = 108000 / e0,1 0,79 = 99796,3 N.

(C.27)

Las dimensiones de los tornillos se adoptan segn los agujeros de las placas normalizadas. El nmero de tornillos es:

Z = N / P0

(C.28)

Donde N, es el esfuerzo necesario de apriete de todos los tornillos de sujecin, y vale;

N = ( b k Ssujecin) / c

(C.29)

P es el esfuerzo admisible de traccin de un tornillo;

P0 = ( d12 tracc ) / 4

(C.30)

Parametros k c b d1 tracc

Valor 1,25 0,35 a 0,4 0,65 variable variable Coeficiente de seguridad

Definicin

Coeficiente de resistencia del cable apretado con las placas. Coeficiente que tiene en cuenta la descarga debida al rozamiento de las espiras sujetas de cable y tambor Dimetro interior de rosca del tonillo Tensin de traccin admisible del tornillo, determinada segn el margen de seguridad n=4

Tabla C.12. Parmetros para el clculo del nmero de tornillos en la placa de apriete.

N = ( 0,65 1,25 99796,3 ) / 0,35 = 231669,9 N. Clculo del eje del tambor.


Pg. 33

hipotesis eje=100mm. Ltotal tambor = 8 + 15 + 25 + (12 13) + 15 + 8 + 5 = 232 mm. Momento flector; Mf = S 31,25 = 1344,1 31,25 = 42003,13 daNmm. f = Mf / W ; donde W = ( d3 ) / 32 = ( (eje)3 ) / 32 = 98174 mm3 f = 42003,13 / 98174 = 0,428 daN/mm2 = V / A ; donde A = ( d2 ) / 4 = 7853,9 mm. = 1344,1 / 7853,9 = 0,17 daN/mm2 Finalmente ; eq = f2 2 = 0,461 daN/mm2 = 4,61 MPa.

C.6.

Clculo de las ruedas tractoras.

Para 2 ruedas en cada testero inferior: R = QTotal / n ruedas R = ( 35.000 Kg. / 4 ) = 8750 Kg. R = 8750 Kg. = 8750 daN = 87500 N. (C.31)

c2 = coeficiente del nmero de revoluciones.Diametro de la rueda portadora d1 (mm) 200 250 315 400 500 C2 10 1,09 1,11 1,13 1,14 1,15 12,5 1,06 1,09 1,11 1,13 1,14 16 1,03 1,06 1,09 1,11 1,13 20 1 1,03 1,06 1,09 1,11 25 0,97 1 1,03 1,06 1,09 31,5 0,94 0,97 1 1,03 1,06 40 0,91 0,94 0,97 1 1,03 50 0,87 0,91 0,94 0,97 1 63 0,82 0,87 0,91 0,94 0,97 80 0,77 0,82 0,87 0,91 0,94 100 0,72 0,77 0,82 0,87 0,91

Tabla C.13. Coeficiente c2 en funcin del n de revoluciones.

c3 = coeficiente de vida de la rueda.

Pg. 34

Anexos

Duracin de funcionamiento del mecanismo de rodadura (referencia a 1 hora) hasta 16% mas de 16 a 25% mas de 25 a 40% mas de 40 a 63% mas de 63%

C3

1,25 1,12 1 0,9 0,8

Tabla C.14. Coeficiente c3 en funcin del tipo de funcionamiento.

D1 = dimetro de la rueda (mm). K = anchura de la cabeza del carril (mm). En el caso de carril tipo Burbach: A 55 donde k = 55mm y r1 = 5mm A 65 donde k = 65mm y r1 = 6mm

Estimamos un dimetro de rueda d1=400 mm. Padm = 7 N/mm2 c1 = 1,25 c2 = 0,97 (vtras = 50 m/min.) c3 = 1,25 (Duracin de funcionamiento del mecanismo 16% de 1h.) K-2r1 = 53 mm. (A65)

400 (( 87500) / ( 7 0,97 1,25 53)) = 194,51 mm.

Estimamos un dimetro de rueda d1=400 mm. Padm = 7 N/mm2


Pg. 35

c1 = 1,25 c2 = 0,97 (vtras = 50 m/min.) c3 = 0,9 (Duracin de funcionamiento del mecanismo 50% de 1h.) K-2r1 = 53 mm. (A65)

400 (( 87500) / ( 7 0,97 0,9 53)) = 270,16 mm.

Estimamos un dimetro de rueda de 400 mm. Padm = 5,6 N/mm2 c1 = 1,25 c2 = 0,97 (vtras = 50 m/min.) c3 = 0,9 (Duracin de funcionamiento del mecanismo 50% de 1h.) K-2r1 = 53 mm.(A65)

400 (( 87500) / ( 5,6 0,97 0,9 53)) = 337,69 mm.

Estimamos rueda de dimetro de 400 mm. Padm = 5,6 N/mm2 c1 = 1,25 c2 = 0,94 (vtras = 60 m/min.) c3 = 0,9 (Duracin de funcionamiento del mecanismo 50% de 1h.) K-2r1 = 53 mm. (A65)

Pg. 36

Anexos

400 (( 87500) / ( 5,6 0,94 0,9 53)) = 348,47 mm.

Estimamos rueda de dimetro de 400 mm. Padm = 5,6 N/mm2 c1 = 1,25 c2 = 0,97 (vtras = 50 m/min.) c3 = 0,9 (Duracin de funcionamiento del mecanismo 50% de 1h.) K-2r1 = 45 mm.(A55)

400 (( 87500) / ( 5,6 0,97 0,9 45)) = 397,73 mm.

Para 4 ruedas en cada testero inferior: R = QTotal / n ruedas R = ( 35.000 Kg. / 8 ) = 4375 daN = 43750 N. 400 (( 43750) / ( 5,6 1 0,9 45)) = 192,90 mm.

Con el carril (A55) y las condiciones ms crticas, estimamos un diametro de 500mm. Padm = 5,6 N/mm2 c1 = 1,25 c2 = 0,97 (vtras = 60 m/min.) c3 = 0,9 (Duracin de funcionamiento del mecanismo 50% de 1h.) K-2r1 = 45 mm.(A55)


Pg. 37

500 (( 43750) / ( 5,6 0,97 0,9 45)) = 1,74 mm

C.7.

Motores.

Clculo de la potencia necesaria.

- Cicuito de elevacin: P = ( G2 v elev ) / ( 4500 ) (C.32)

Parametros G2 v elev

Descripcin Carga de elevacin ( carga til + elementos auxiliares) (Kg.) En G2, se incluye el pes de carga mxima, peso de las horquillas, cuna, etc.. Velocidad de elevacin (m / min) Rendimiento mecnico El rendimiento depender directamente de tipo y cantidad de mecanismos empleados para la transmisin de la potencia.

Tabla C.15. Datos para el clculo de la potencia del motor.

Potencia para v elev = 8 m/min. P = ( 10.000 Kg. 8 m/min. ) / (4.500 0,8) = 22,2 C.V. P = 22,2 C.V. = 16,57 Kw. = 16,6 Kw.

Potencia para v elev = 10 m/min. P = ( 10.000 Kg. 10 m/min. ) / (4.500 0,8) = 27,7 C.V. P = 27,7 C.V. = 20,72 Kw. = 20,8 Kw.

Pg. 38

Anexos

Finalmente hemos elegido un motor de potencia intermedia, P = 18,5 Kw. = 25 C.V.

- Circuito de traslacin:

P = (( G1 + G2 ) W V tras) / ( 4.500.000 )

(C.33)

G1 = Carga muerta a trasladar (Kg.) V tras = velocidad de traslacin (m/min) W = coeficiente de rozamiento en funcin de: 7 para cojinete de rodamineto. 20 para cojinete de deslizamiento.

Potencia para v tras = 50 m/min. P = ( 35.000 Kg. 7 50 m/min. ) / (4.500.000 0,85) = 3,20 C.V. P = 3,20 C.V. = 2,39 Kw.

Potencia para v tras = 60 m/min. P = ( 35.000 Kg. 7 60 m/min. ) / (4.500.000 0,85) = 3,84 C.V. P = 3,84 C.V. = 2,86 Kw.

En caso de tratarse de una estructura ubicada en el exterior, es importante tener en cuenta la fuerza del viento;

Ptraslacin = Pw + (S vtras Fv / 4500 )

(C.34)


Pg. 39

S = Superficie de exposicin de la estructura con el viento (m2). Fv = Presin del viento (Kg / m2).

En nuestro caso Pviento = (S vtras Fv / 4500 ) = 0 , ya que esta estructura no est en el exterior. Estas potencias son continuas, por lo que deberemos tener en cuenta tambin el par necesario para la aceleracin: MA = M w + M b (C.35)

M A = Par de arranque (daNm) M w = Par resistente (daNm) M b = Par para aceleracin (daNm) El par de arranque slo se debe considerar en motores de traslacin, y no debe superar el par mximo del motor. Par Mximo > MA = M w + M b

Para el clculo del Par resistente (M w ):

M (C.36)

w

=

(

Pw

716

)

/

(

n1

)

Pw = Potencia de traslacin (C.V.) n1 = Revoluciones del motor 1500 r.p.m = 157 rad/s

Pg. 40

Anexos

Para potencia de (3,20 C.V) = 2,39 Kw.: (v tras = 50 m/min.)

M w = ( 3,20 716 ) / ( 1500 ) = 1,527 daNm = 15,27 Nm

Para potencia de 3,84 C.V.: (v tras = 60 m/min.)

M w = ( 3,84 716 ) / ( 1500 ) = 1,833 daNm = 18,33 Nm

Para el clculo del Par de aceleracin (M b ):

M b = ( GD12 n1 ) / ( 375 ta )

(C.37)

ta = tiempo que tarda el traslo en adquirir la velocidad nominal. Este valor depender de la velocidad nominal de traslacin y de la acceleracin del motor: Para vtras = 50 m/min: vtras = 50 m/min = 0,83 m/s v = a t ; donde a = 0,4 m/s2 ta = v / a = 0,83 / 0,4 = 2,08 s 2,1 s. Para vtras = 60 m/min: vtras = 60 m/min = 1 m/s v = a t ; donde a = 0,4 m/s2


Pg. 41

ta = v / a = 1 / 0,4 = 2,5 s. Y donde GD12 se compone de: Masas movidas linealmente: GD12 = (((G1 + G2) d2) / Masas Rotativas: GD12 = ((GD12 n22) / n12) Finalmente queda: GD12 = (((G1 + G2) d2) / ) + ((GD12 n22) / n12) (C.40) (C.39) (C.38)

y d es igual: d = vtras / ( n1) (C.41)

Mirando la tabla siguiente, podremos obtener los datos necesarios para los clculos anteriores.

POTENCIA NOMINAL CV 5,5 7,5 10 15 20 25 30 40 50 60 82 Kw 4 5,5 7,5 11 15 18,5 22 30 37 45 60

TENSION DE SERVICIO

PESO NETO

MOMENTO DE INERCIA

VELOCIDAD r.p.m

RENDIMIENT PAR RELACION O NOMINAL Nm Mmax i Mn

240/400 240/400 240/400 240/400 240/400 240/400 240/400 240/400 240/400 240/400 240/400

75 80 110 125 215 285 305 400 555 595 745

0,03 0,035 0,068 0,09 0,23 0,39 0,43 0,76 1,02 1,16 1,9

1410 1410 1425 1440 1445 1450 1450 1455 1460 1465 1470

77 82 85 87 88 89 90 91,5 90,5 91,5 92,5

27 37 50 74 101 124 148 201 247 300 392

2,8 2,7 3 3,4 4 3,8 4 3,9 3,8 4,2 4

Tabla C.16. Caractersticas de los motores de 4 polos.

En el caso de que escogiramos un motor de potencia P = 4 Kw, tendramos:

Pg. 42

Anexos

GD22 = 4 0,03 = 0,12 Kg m2 n2 = 1.410 r.p.m M = 27 Nm. Mmax = 27 2,8 = 75,6 Nm.

Finalmente el Par de aceleracin ( Mb): Para vtras = 50 m/min: GD12 = ((35000)(50/(1500))2 / 0,85)+(0,12 (1410)2/(1500)2) = 4,74 Kgm2 M b = ( GD12 n1 ) / ( 375 ta ) M b = ( 4,74 1500 ) / ( 375 2.083 ) = 9,10 daNm. M b = 9,10 daNm = 91 Nm. Para vtras = 60 m/min: GD12 = ((35000)(60/(1500))2 / 0,85)+(0,12 (1410)2/(1500)2) = 6,78 Kgm2 M b = ( GD12 n1 ) / ( 375 ta ) M b = ( 6,78 1500 ) / ( 375 2.5 ) = 10,85 daNm. M b = 10,85 daNm = 108,5 Nm. Recordemos que el Par de arranque era: MA = M w + M b Finalmente tenemos para cada velocidad: Para vtras = 50 m/min: MA = 15,27 + 91 = 106,27 Nm. Para vtras = 60 m/min: MA = 18,33 + 108,5 = 126,83 Nm.


Pg. 43

Deberemos comprobar este par de arranque ( Mmax MA = M w + M b ): Para vtras = 50 m/min: MA = 106,27 Nm. ; Mmax = 75,6 Nm. 75,6 < 106,27 Nm. Para vtras = 60 m/min: MA = 126,83 Nm. ; Mmax = 75,6 Nm. 75,6 < 126,83 Nm. Incorrecto . Motor de potencia P = 7,5 Kw, tendramos: Incorrecto

Para el clculo del Par resistente (M w ): M w = ( Pw 716 ) / ( n1 ) Pw = Potencia de traslacin (C.V.) n1 = Revoluciones del motor 1500 r.p.m Para potencia de (3,20 C.V) = 2,39 Kw.: (v tras = 50 m/min.)

M w = ( 3,20 716 ) / ( 1500 ) = 1,527 daNm = 15,27 Nm

Para potencia de (3,84 C.V) = 2,87 Kw.: (v tras = 60 m/min.) M w = ( 3,84 716 ) / ( 1500 ) = 1,833 daNm = 18.33 Nm

Para el clculo del Par de aceleracin (M b ): Mirando Tabla anterior, para un motor de potencia P = 7,5 Kw.

Pg. 44

Anexos

GD22 = 4 0,068 = 0,272 Kg m2 n2 = 1.425 r.p.m = 149,2 rad/s M = 50 Nm. Mmax = 50 3 = 150 Nm.

Finalmente el Par de aceleracin ( Mb): Para vtras = 50 m/min: GD12 = ((35000)(50/(1500))2 / 0,85)+(0,272 (1425)2/(1500)2) = 4,88 Kgm2 M b = ( GD12 n1 ) / ( 375 ta ) M b = ( 4,88 1500 ) / ( 375 2.083 ) = 9,37 daNm. M b = 9,37 daNm = 93,7 Nm. Para vtras = 60 m/min: GD12 = ((35000)(60/(1500))2 / 0,85)+(0,272 (1425)2/(1500)2) = 6,92 Kgm2 M b = ( GD12 n1 ) / ( 375 ta ) M b = ( 6,92 1500 ) / ( 375 2.5 ) = 11,07 daNm. M b = 11,07 daNm = 110,7 Nm.

Recordemos que el Par de arranque era: MA = M w + M b Finalmente tenemos para cada velocidad: Para vtras = 50 m/min: MA = 15,27 + 93,7 = 108,97 Nm. Para vtras = 60 m/min:


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MA = 18,33 + 110,7 = 129,03 Nm. Deberemos comprobar este par de arranque ( Mmax MA = M w + M b ): Para vtras = 50 m/min: MA = 108,97 Nm. ; Mmax = 150 Nm. 150 > 108,97 Nm. Correcto.

Para vtras = 60 m/min: MA = 129,03 Nm. ; Mmax = 150 Nm. 150 > 129,03 Nm. Correcto. - Circuito de frenos: M frenado = M motor K Siendo K un coeficiente que variar en funcin de: Elevacin, Traslacin, K = 2 2,5 K = 1,5 (C.42)

Momento de frenado para la elevacin: Para la velev = 8 m/min: P = 18,5 Kw. = 25 C.V. GD22 = 0,39 4 = 1,56 Kgm2 n2 = 1450 r.p.m 2 = 89 % M = 124 Nm. Mmax = 124 3,8 = 471,8 Nm.

Pg. 46

Anexos

M motor = ( 716,5 P ) / n M motor = ( 716,5 25) / 1450 = 12,35 Kgm = 124 Nm. M frenado elevacin = M motor K M frenado elevacin = 471,8 2,5 = 1178 Nm. Para la velev = 10 m/min: P = 22 Kw. = 29,5 C.V. GD22 = 0,43 4 = 1,72 Kgm2 n2 = 1450 r.p.m 2 = 9o % M = 148 Nm. Mmax = 148 4 = 592 Nm.

M motor = ( 716,5 P ) / n M motor = ( 716,5 29,5) / 1450 = 14,57 Kgm 148 Nm. M frenado elevacin = M motor K M frenado elevacin = 592 2,5 = 1480 Nm.

- Relacin de transmisin: Distinguiremos entre la transmisin del sistema de elevacin y el de traslacin ya que son diferentes.

- Elevacin: i = (nm d tambor nr (sts)) / ( velev nr (a)) (C.43)


Pg. 47

donde; nm = r.p.m del motor d tambor = dimetro del tambor (m) nr (sts) = nmero de ramales a la salida del tambor. velev = velocidad de elevacin (m/min) nr (a) = nmero de ramales del aparejo

tambor

reductor motor freno tambor

Figura C.9. Distribucin de los elementos que forman parte de sist de elevacin.

Para la velev = 8 m/min: i = (2750 0,468 1) / ( 8 1) = 505,4

Para la velev = 10 m/min: i = (2750 0,468 1) / ( 10 1) = 404,32

- Traslacin: i = (nm d rueda) / vtras (C.44)

Pg. 48

Anexos

donde; d rueda = dimetro de la rueda motriz (m) vtras = velocidad de traslacin (m/min)

transmisin motor freno rueda

Figura C.10. Distribucin de los elementos que forman parte de sist. de traslacin.

Para la vtras = 50 m/min: i = 2690 0,5 / 50 = 84,51

Para la vtras = 50 m/min: i = 2690 0,5 / 60 = 70,42

C.8.

Guiado de la cuna.

Clculo de las dimensiones de los rodillos de levas.


Pg. 49

C

B A

D

Figura C.11. Esquema del sistema de guiado de la cuna de elevacin. Antes de todo deberemos establecer, un sistema de referencia en el dibujo sobre el cual trabajaremos y los puntos de localizacin (A,B,...)

-Momento en el punto "B": Peso de la carga mxima: 3000 Kg. Peso horquilla: 200 Kg. N de horquillas: 9 unidades. Peso de la cuna: 6000 Kg.

Ptotal = Punidad de carga + Phorquillas Ptotal = 3000 + (9 200) = 4800 Kg. MB = FA xAB = Ptotal g xAB MB = 4800 10 1,223 = 58704 Nm.

-Momento "B" repartido entre los puntos "D" y "C":

MB = Mi = FC xCB + FD xDB = (FC + FD) x = FT x

(C.45)

Pg. 50

Anexos

( x = xCB + xDB ) 58704 Nm = FT 0,550 m. FT = 106734,54 N. FT = FC + FD (FT / 2) = FC = FD = 53367,28 N.

Aparecen dos casos a estudiar: 1.- Slo trabajan 2 de los 4 rodillos, por la falta de precisin (holgura entre la gua y los rodillos). P (por rodillo) = PC / 2 = 5336,73 / 2 = 2668,4 Kg. F (por rodillo) = 26684 N.

2.- En caso de no existir holgura entre las partes, trabajaran los 4 rodillos a la vez en cada cabezal. P (por rodillo) = PC / 4 = 5336,73 / 4 = 1334,2 Kg. F (por rodillo) = 13342 N.

En este caso elegiremos un NUKR 90 de (INA) con M30 x 1,5 con unas cargas efectivas de: -Dinmica : 79000 N. -Esttica : 117000 N.

Comprobaremos si aguanta,

79000 N. > 26684 N. S0 = 79000 / 26684 = 2,96

Aguantar perfectamente y con un coeficiente de seguridad de:


Pg. 51

C.9.

Clculo del peso de la estructura.

Peso Cuna. Para poder hacer un clculo preciso de su peso, desglosaremos su estructura en las partes ms representativas.

-

Vigas portantes: Plataforma superior: Vps = 160 19300 16 = 4,94 107 mm3.

Plataforma inferior: Vpi = 160 (690 + 5970 + 6000 + 5970 + 690) 16 = 4,95 107 mm3.

Alma: Valma = 7326300 10 = 73,26 106 mm3. Vtotal = Vps+Vpi+Valma = (4,94107) + (4,95107) + (73,26106) = 172106 mm.

El peso del material es de 7,85 Kg/dm3, as pues el peso total de una viga portante es: Pviga portante = (172106) (7,8510-6) (9,8) = 13239,8 N.

-

Refuerzos en extremos:

Vre = 328300 10 = 3,28 106 mm3 Pre = (3,28 106) (7,85 10-6) (9,8) = 252,56 N.

-

Placas de cierre:

Pg. 52

Anexos

Vre = 43900 10 = 4,39 105 mm3 Pre = (4,39 105) (7,85 10-6) (9,8) = 33,8 N.

-

Conjunto unin Vigas-espaldas: Nudo atornillado: Vna = 280 330 40 = 3,7 106 mm3

Placa refuerzo inclinada: Vpr = 200 291 8 = 0,46 106 mm3 Vtotal = Vna + Vpr = (3,7 + 0,46) 106 = 4,16 106 mm3 Pre = (4,16 106) (7,85 10-6) (9,8) = 320,15 N.

-

Canales pasa cables:

Supondremos un peso total aproximado de 60 Kg. ( Ppc = 588 N.)

-

Espalda: Tubo (200x120x6): Vtubo = ((200 6 2) + ( 120 6 2)) 1840 = 7,1 106 mm3 Pre = (7,1 106) (7,85 10-6) (9,8) = 543,9 N.

Tubo (200x150x6): Vtubo = ((200 6 2) + ( 150 6 2)) 1300 = 5,5 106 mm3 Pre = (5,5 106) (7,85 10-6) (9,8) = 420 N.

Costillas:


Pg. 53

Aproximadamente 10 Kg. (Pcostillas = 980 N.).

Placas soporte poleas:

Vsoportes = [(330 650) + (610 650)] 12 = 7,33 106 mm3 Pre = (7,33 106) (7,85 10-6) (9,8) = 563,9 N.

Poleas: Aproximadamente y siguiendo referencias de pesos en catlogos: Ppoleas + Prodamientos + Pejes poleas = 25 9,8 = 245 N.

Paquete ruedas gua superiores e inferiores: Prg = 2 30 9,8 = 588 N.

Paquete ruedas gua 3 brazo (solo en un lado): Prg = 40 9,8 = 392 N.

- Horquillas: Ph = 200 9 9,8 = 17640 N.

- Cadenas portacables: Pcp = 30 9,8 = 294 N

- Manguetas elctricas: Pme = 50 9,8 = 490 N

Pg. 54

Anexos

- Costillas entre vigas portantes (verticales):

Tubo (60x60x3), por catlogo (5,7 Kg/m) Pme = 5,7 2 1,13 9,8 = 126,24 N

Tubo (60x30x3), por catlogo (4,2 Kg/m) Pme = 4,2 2 1,1 9,8 = 90,55 N

4 costillas grandes: P = 4 (126,24 + 90,55) = 867,18 N. 2 costillas medianas: P = 2 196 = 392 N. 2 costillas pequeas: P = 2 176,4 = 352,8 N.

- Costillas entre vigas portantes (horizontales): P = 4 30 9,8 = 1176 N.

- Placa de cobertura de aluminio: P = (190 12,2 0,06) 2,7 9,8 = 3675 N.

- Varios (tornillera, soldaduras, etc..): Suponemos un valor de 200 Kg. (P =1960 N.)

C.10.

Clculos cuna de elevacin (ANSYS).1 TO 12341 BY 1

LIST NODAL FORCES FOR SELECTED NODES

CURRENTLY SELECTED NODAL LOAD SET= FX FY FZ MX MY MZ

***** ANSYS - ENGINEERING ANALYSIS SYSTEM RELEASE 8.0

*****


Pg. 55

ANSYS Multiphysics 00338873 VERSION=INTEL NT 16:12:47 FEB 29, 2004 CP= 2.953

NODE LABEL 858 FY 969 FY 1391 FY 1779 FY 2134 FY

REAL

IMAG 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000

-15000.0000 -2000.00000 -2000.00000 -2000.00000 -2000.00000

Todos los valores en sistema internacional: Tensiones en pascales y fuerzas en Newtons. Resultados visuales obtenidos con el ANYS:

Figura C.12. Esquema de de la cuna. Fuerzasy apoyos.

Pg. 56

Anexos

Figura C.13. Desplazamiento de la cuna.(en m.)

Figura C.14. Esquema de tensiones(Pascales).


Pg. 57

Pg. 58

Anexos

D.

Presupuesto

CONCEPTO

COSTES CALCULADOS POR ORIGEN Subcontrato Mano de Materiales "Llave en obra propia mano"19.170 0 106.993 37.060 11.593 0 67.680 0 0 0 30.500 0 20.450 5.000 3.328

SUMA COSTES49.670 67.680 127.443 42.060 14.921

Comunes Estantera Cantilever Prtico Transelevador Manutencin (Transportadores de Estructuras, vallados, protecciones SUMA COSTES

174.816

67.680

59.278

301.774


Pg. 59

normativa y proyecto

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