TRABAJO PRÁCTICO

FINAL

PUENTE GRUA

Cátedra:

Ingeniería Mecánica II

Alumnos:

Aquistapace Guillermo

Cagnolo Marcio

Cattelán Fernando

Iturralde Juan Salvador

Martinbianco Guillermo

Quintana Flavio

Profesor:

Ing. Marcelo Costamagna

Villa María, 14 de Noviembre de 2011

A la

Universidad Tecnológica Nacional

Facultad Regional Villa María

Titular de la cátedra Ingeniería Mecánica II

Ingeniero Marcelo Costamagna

De nuestra consideración:

Me dirijo a ustedes a fin de adjuntar a la presente nota el

trabajo práctico final “Puente Grúa”.

El presente trabajo fue realizado por los alumnos

(Aquistapace Guillermo, Cagnolo Marcio, Cattelán Fernando, Iturralde Juan

Salvador, Martinbianco Guillermo, Quintana Flavio).

Sin otro particular, saludamos atte.

……………………

FIRMA

Índice

1. Introducción………………………………………………………………………

2. Razón social y ubicación………………………………………………………….

3. Organigrama de la empresa……………………………………………………….

4. Descripción de los puestos principales …………………………………………...

5. Lay out de la empresa……………………………………………………………..

6. Calculo del puente grúa …………………………………………………………..

6.1.Calculo de la viga principal…………………………………………………..

6.1.1. Verificación con software ANALISYS……………………………….

6.2.Calculo de las vigas testeras………………………………………………….

6.2.1. Verificación con software ANALISYS……………………………….

6.3.Verificación del riel de desplazamiento con software ANALISYS…………

7. Calculo del grupo motor…………………………………………………………

8. Calculo del cable de izamiento…………………………………………………...

9. Elección de rodamiento de ruedas ……………………………………………….

Anexo A: Planos de construcción………………………………………………..

Anexo B: Cálculos auxiliares con el software …………………………………...

Introducción:

En el presente trabajo práctico se realizo el cálculo, dimensionamiento y diseño de

un puente grúa. Además del desarrollo de una empresa con características

necesarias para su fabricación, aplicando los conocimientos adquiridos en la

cátedra de Ingeniería Mecánica II.

Desarrollar una organización ficticia relacionada a la producción

de puentes de grúas y Aparejos.

Razón social: “Puentes Grúas Costa Costa S.A.”

Ubicación estratégica: Nos parece conveniente ubicar la planta en la ciudad de

Pozo del Molle Provincia de Córdoba, ya que posee un entorno industrialmente

desarrollado ubicándose en la amplia región industrial del centro del país, que es

la más importante. Está ubicada en dicha ciudad sobre Ruta Nacional Nº 158

teniendo la posibilidad de contar con un fácil acceso de materias primas e insumos

para la producción, así también como una gran comodidad para la

comercialización de los productos.

Organigrama:

Descripción de puestos principales: Entre ellos se encuentra el Presidente el

cual se encarga de la toma de decisiones relevantes de la empresa. También es el

encargado de supervisar la misma. Esto lo hace a través de diferentes delegados

como lo son los Gerentes de compras, ventas, producción, administración, e

ingeniería y desarrollo.

El gerente de compras es el responsable de tratar con los proveedores y de los

insumos que ingresan en la empresa.

El gerente de ventas se encarga de la venta del producto y promoción y difusión

del mismo.

El gerente de producción tiene la responsabilidad de supervisar la producción en

sí del producto, verificando cada etapa de la misma.

El administrativo maneja las finanzas de la empresa, y el gerente en ingeniería y

desarrollo es el capacitado para diseñar y mejorar el producto.

El gerente de calidad se encarga de las inspecciones pertinentes a las normas

establecidas.

Lay out de la empresa:

La empresa adopto una distribución por procesos, ya que el producto a fabricar es

costoso y difícil de mover. Además nos permite realizar cambios en el producto,

adaptarnos a una demanda intermitente y coordinar el encuentro de los

componentes, por la existencia de amplias variaciones en los tiempos de

fabricación de cada operación. A continuación se expone un diagrama con la

disposición de los puestos principales de trabajo.

Calculo del puente grúa

Puesto 1

Depósito de chapa chapas y Perfilaría

Puesto 4 Sala de pintura

Puesto 5 Deposito de accesorios para montaje

Puesto 6 Montaje

Inspección final

Ingresomateriaprima

Puesto 2

Inspección

Pantógrafo

Plegadora Plegadora

Sierra sinfín

Egreso del producto terminado

Puesto 3

Inspección

Soldadora Soldadora

Ingresomateriaprima

Calculo de la viga principal

Longitud (L): 12000 mm

Carga máxima (P): 5000 Kg

Peso del polipasto (Pp): 1000 Kg

1º Elección: IPN 600 W: 4630 cm3 G: 199 Kg/m

∑MA = -6000 Kg . 6 m – (199 Kg/m . 12 m . 6 m) + Rb . 12 m = 0

Rb = 4194 Kg

∑FY = Ra – 6000 Kg – (199 Kg/m . 12 m) + 4194 Kg = 0

Ra = 4194 Kg

Mf = Ra . x + q . x2/2

Mf = 4194 Kg . 600 cm + 1,99 Kg/cm . 600 cm . 300 cm

Mf = 2874600 Kg.cm

Verificación por resistencia del IPN 600

σ = Mf max

W

W = 2874600 Kg.cm = 2395,5 cm3

1200 Kg/cm2

Verificación por deformación del perfil IPN 600

Flecha máxima (Y): 12 mm

Y= P . L 3 + 5 . P . L 3 48 . E . Ixx 384 . E . Ixx

1cm = L 3 . P + 5 . P Ixx 48 . E 384 . E

Ixx = (1200 cm) 3 . 6000 Kg + 5 . 2388 Kg . 1 cm 48 . (2,1 . 106 Kg/cm2) 384 . (2,1 . 106 Kg/cm2)

Ixx = 128442,86 cm4

Y = (1200 cm) 3 . 6000 Kg + 5 . (1200 cm) 3 . 2388 Kg . 48 . (2,1 . 106 Kg/cm2) . 139000 cm4 384 . (2,1 . 106 Kg/cm2) . 139000 cm4

Y = 0,92 cm

Calculo de viga testeras

Longitud (L): 2000 mm

Carga máxima (P): 5000 Kg

Peso del polipasto (Pp): 1000 Kg

Peso de la viga principal (P1): 2388 Kg

2 vigas tipo cajón

P = 2388 Kg + 1000 Kg + 6000 Kg = 7694 Kg 2

∑MA = - P . 100 cm + Rb . 200 cm = 0

Rb = 7694 Kg . 100 cm = 3847 Kg 200 cm

∑FY = Ra – P + Rb = 0

Ra = 7694 Kg – 3847 Kg = 3847 Kg

Mf = Ra . x

Mf = 3847 Kg . 100 cm = 384700 Kg.cm

Verificación por resistencia de la viga cajón (sin peso propio)

σ = Mfmax

WW = 384700 Kg.cm = 320,58 cm3

1200 Kg/cm2

Dimensiones sugeridas por diseño

e = 8mm

Peso: 56 Kg/cm2 = 100,6 Kg

H = 300 mm

B = 150 mm

W = B . H 2 – b . h 2 6 6

W = 15 cm . (30 cm) 2 – 14,2 cm . (29,2 cm) 2 6 6

W = 232,09 cm3 Modulo resistente calculado a partir de las dimensiones

sugeridas por el diseño.

Ixx = B . H 3 – b . h 3 12 12Ixx = 15 cm . (30 cm) 3 – 14,2 cm . (29,2 cm) 3 12 12

Ixx = 4288,45 cm4 Momento de inercia calculado a partir de las dimensiones

sugeridas por el diseño

Y = P . L 3 48 . E . Ixx

Y = 7694 Kg . (200 cm) 3 . 48 . 2,1 . 106 Kg/cm2 . 4288,45 cm4

Y = 0,14 El valor de la flecha calculada es inferior al valor máximo propuesto por

el diseño, por lo tanto, la viga evaluada es apta para ser usada como tal.

Calculo del Motor y Reductor

Diámetro de la rueda: 350 mm

Velocidad del motor eléctrico (Me): 1450 rpm

Velocidad de avance (Va): 0,25 m/s

Relación de reducción (Rr): 1/33

Perímetro de la rueda (Pr) = 2 . π . r

Pr = 2 . π . 0.175 m = 1,099 m

4s 1 m/s

60s x = 15 m/s

1,099 m 1 rev

15 m x = 13,64 rev Velocidad de avance en rpm

Relación total (Rt)

Rt = Me VaRt = 1450 rpm = 106,5 13,64 rpm

Reducción del reductor (R)

R = Rt RrR = 106,3 = 3,21 33Diámetro de la corona = 250 mm Diámetro del piñón = 250 mm = 77,9 mm 3,21Dimensiones finales obtenidas en cálculos

Diámetro de la corona = 250 mm

Diámetro del piñón = 77,9 mm

Cálculo del Cable de Izamiento

∑FY = 2T -5000 Kg = 0

T = 2500 Kg Tensión sobre el cable de izamiento

σY = 2400 Kg/cm2

σadm = σY K = 2 σadm = 2400 Kg/cm 2 = 1200 Kg/cm2 K 2

σadm = F A = 5000 Kg . = 4,17 cm2 A 1200 Kg/cm2

A = π . d 4 d = 4 . A = 4 . 4,17 cm 2 = 2,30 cm 4 π π