Proyecto puente grua, Ejercicios de Diseño de Máquinas

¡Descarga Proyecto puente grua y más Ejercicios en PDF de Diseño de Máquinas solo en Docsity!

Proyecto puente

Grúa 2006

Reynoso Guillermo D.

Schroeder, Celso A.

Máq. de Elev. y transporte 2006

Julio del 2007

Índice

Diagrama de tensiones................................................................................................. 65 Diagrama de deformaciones........................................................................................ 66 Conclusiones................................................................................................................ 67 Carro en el extremo izquierdo de la viga Diagramas de esfuerzos RAM Advanse...................................................................... .................................................................... (^68) 70 Diagrama de tensiones................................................................................................. 71 Diagrama de deformaciones........................................................................................ 72 Diagramas de esfuerzos RAM Advanse...................................................................... 74 Diagrama de tensiones Diagrama de deformaciones......................................................................................................................................................................................... (^7576) Conclusiones................................................................................................................ 77 Viga testera..................................................................................................................... 78 Diagrama de tensiones................................................................................................. 79 Diagrama de deformaciones Conclusiones........................................................................................................................................................................................................ (^7980)

Anexo 1 – Planos………………………………………………………………………. 80 Anexo 2 – Especificaciones de equipos………………………………………..………. 88

Proyecto Puente Grúa

Objetivos:

El presente trabajo, tiene como objetivo aplicar los conceptos adquiridos en la cátedra “Máquinas de Elevación y Transporte Continuo” año 2006 y a su vez complementarlos con los adquiridos durante el transcurso de la carrera, para realizar el cálculo y diseño de un Puente Grúa.

Alcances:

Se pretenden seleccionar los componentes constituyentes del puente grúa respondiendo a las normas de construcción correspondientes. Aquellos componentes que no estén normados serán calculados según el criterio expuesto en la bibliografía. En estos cálculos están excluidas las especificaciones eléctricas, de comando, operación y consideraciones de seguridad y/o operativas del puente grúa.

Consigna:

Realizar el diseño, cálculo completo de un sistema Puente Grúa para las siguientes condiciones: La carga que se manipulara serán rollizos de eucaliptos, que poseen las siguientes características: Peso, este varia entre 5000-6000 Kg Diámetro, el mismo oscila entre 2 y 2,5 metros Ancho, tiene una longitud de 2,5 metros

Análisis del material a elevar

La carga descripta anteriormente se puede apreciar en la imagen, tomada de un centro de acopio de este material en nuestra ciudad. En nuestro caso se diseñará un puente grúa para almacenarlos dentro de una nave. Dicho puente deberá tener una luz de 15 m y una carrera longitudinal de 50m para permitir la descarga de los rollizos ya elaborados desde el acoplado de un camión, y a su vez agruparlos dentro del recinto en cuatro columnas, hasta la altura equivalente de cuatro rollizos.

Elementos de sujeción e izaje:

Calculo de la percha El cálculo se realizo en base al estado de carga a la que esta expuesta, considerando: Carga a levantar 6000 Kg. Para el desarrollo del cálculo se estimo una sobrecarga del 35%, con lo cual la carga de cálculo asciende 8000Kg -El material empleado en su construcción es acero ASTM A36 que posee las sig. características: ; ´ (Obtenidos de SIDERSA S.A.) Con lo cual tomamos como

Determinación del perfil a utilizar

Aplicando la expresión de la Ley Navier obtenemos el momento resistente mínimo necesario a partir del cual seleccionamos el perfil. Como:

La Tensión de soldadura esta dada por:

Donde: longitud de cálculo soldadura .Para nuestro caso vale:

Siendo “a“ el espesor de soldadura buscado. P = 8000kg es la carga a levantar que para este cáncamo Y por ultimo es la tensión admisible de soldadura considerando cargas estáticas. Para su determinación se utiliza la siguiente formula: Donde:

= 0,65 Para cualquier solicitación (soldadura en ángulo) v =1 Calidad de soldadura (normal) tabla 7/

Remplazando estos datos en la formula de la Tensión de soldadura y despejando tenemos:

Aplicando la resolvente en la ultima formula obtenida ( ).Obtenemos el espesor de soldadura buscado

Con lo cual se adopta un espesor de soldadura de 2mm

Cáncamos inferiores

De la misma forma que con el anterior, en función de su diseño calculamos el espesor necesario para su construcción

-Verificación al corte P = carga a levantar = 4000kg

-Verificación al aplastamiento

Por lo tanto se adopta un espesor de chapa comercial de 7/16 ” (11,1 mm) para la construcción de los cáncamos inferiores.

Calculo de la soldadura del cáncamo inferior

Procediendo de la misma manera que anteriormente tenemos que:

P = 4000kg  es la carga a levantar que para este cáncamo

Como este cáncamo va soldado de manera similar al superior, valen las mismas consideraciones tomadas para hallar la tensión admisible de soldadura:

Por lo tanto:

Aplicando la resolvente, obtenemos el espesor de soldadura buscado.

Con lo cual también se adopta un espesor de soldadura de 2mm para estos cancamos Vemos que en las dos soldaduras calculadas obtenemos valores muy pequeños de espesores de cordón, esto se debe a que se considero una unión bilateral, recomendada por G. Niemann para estos casos.

Según tabla B 2.17  Grupo del mecanismo FEM/DIN 15020  Vida en horas de funcionamiento real del mecanismo  6300 hs (^1 )  Servicio: Frecuencia muy reducida de la carga máxima (^2 )

Lo que da una clasificación en: Grupo FEM/DIN M4/1Am

Determinaciones preliminares

Disposición del aparejo:

Según el Libro, Tabla B 3.

Se adopta este tipo de sistema de izaje, debido a que en nuestro caso, requerimos de una altura de izaje bastante considerada y esta disposición tiene buena estabilidad y velocidad de izaje mejor controlada y es la que mejor se adapta a nuestro problema.

Selección de la pasteca

Primeramente veremos que nos recomienda el Libro, para luego seleccionar la más acorde existente en el mercado.

Preselección:

Según Tabla B 4.1 (dos poleas) Seleccionamos: Nº 5  Carga 10 TN, peso 75 Kg., Diámetro Polea 280mm Cable predeterminado  d = 14mm (WS 6x36+1AT)  σr = 180 Kg/mm

Selección por fabricante:

(^1) Esta vida útil corresponde al tiempo en que es necesario un mantenimiento integro del equipo, así como el recambio de las piezas críticas del mismo. (^2) Los valores de carga utilizados para el cálculo son los valores máximos, rara vez se trabaja con los mismos. (Seleccionaremos componentes para 10000 Kg.)

Tabla de dimensiones

Para el cable seleccionado tenemos las siguientes características: Diámetro = 14mm Para una tensión de rotura σr = 180 Kg/mm2 corresponde una carga de rotura F 0 de: F 0 = 11600 Kg Según Norma FEM (tabla B2.18) se debe verificar que:

= Zp  Coef. De seguridad mínima: Zp = 4,

Para nuestro caso tenemos

 Verifica OK

Verificación de la fatiga y duración del mismo:

Actualmente hay tendencia a completar dentro de los apartados de cables el concepto de seguridad con el de duración, G. NIEMANN da la siguiente formula:

Ecuación B 2.29.

Donde: n D = coeficiente de valor igual a 1 para flexión en el mismo sentido= diámetro de la polea (m) d b 1 = diámetro del cable (m) = coeficiente de forma de garganta = 1 para r = 0,54d b (^2) de Pág. 108. = coeficiente de forma del cable = 1,11 cable Lang 6 x 37, 1600 MPa = esfuerzo de extensión (MPa)

Reemplazando en la ecuación B 2.29. nos queda:

Vemos que este valor es suficiente, ya que, este suele estar ubicado entre 30.000 (polipastos) y 150.000 flexiones (grandes grúas)

Selección de la polea de desvío

Calculo según Libro:

Calculo del diámetro según parágrafo B 3.1.5.1 del Libro.

El diámetro primitivo mínimo de una polea se determina verificando la relación: Dada por la ecuación B 3.9. Siendo: d1 = diámetro del cable = 0,014 m h1 = coeficiente dependiente del grupo del mecanismo de elevación (tabla B 3.8.) h2 = coeficiente de mayoración de h1 (función del montaje) de la figura B 3.12.

Tabla B 3.

Adopción según fabricante:

Características sobresalientes:

Diámetro nominal = 250 mm Peso = 7 Kg. Diámetro del eje = 38 mm

Selección del polipasto y carro

El cálculo y selección del polipasto con su respectivo carro se harán en base al catalogo de la firma DEMAG, Parte 2:

Criterios de selección de polipastos:

La clasificación de los polipastos en grupos, es el sistema que permite seleccionar los aparatos en función de las necesidades de seguridad y de vida útil que requieran las tareas a que vaya destinado. El grupo a que pertenece un mecanismo queda determinado por: la clase de funcionamiento y por el estado de solicitación , a que esta sometido A esta clasificación ya la realizamos en el punto 1.3, en la cual obtuvimos: Grupo FEM/DIN M4/1 Am

Características del polipasto preseleccionado:

De esta última obtenemos una velocidad de elevación de 6,3 m/min.

Elección del modelo y tamaño en particular:

Ahora en la siguiente tabla elegimos el modelo de acuerdo a la altura de elevación necesaria:

Vemos que la altura de elevación que nos sirve es la de 12,9 m. Nota: Las diferentes opciones corresponden a los motores de accionamiento del mismo

Selección de los motores:

Motor de elevación principal:

Potencia necesaria:

Tamaño y características:

Modelo: KBH 180 B 2 Potencia Nominal 17,8 KW Velocidad 2870 rpm Tensión nominal 400 v Corriente Nominal 42 A Corriente de arranque 235 A Cos φ 0,