Maquinaria Industrial GRUA PUENTE

"Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación"

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO.

PROYECTO FINAL DISEÑO Y CÁLCULO PARA UNA GRUA PUENTE PARA ALMACEN CON CAPACIDAD DE 20 TN RESUMEN: A continuación exponemos el trabajo de todo el proceso seguido durante el diseño y cálculo orientado a la obtención de una !A P#E$%E& 'e muestra muestra el proceso proceso (ue se inicia inicia con la determinació determinaciónn de una necesidad necesidad)) el procedimiento seguido mediante la b*s(ueda de la solución al problema) +asta la consecución de la solución adecuada a la necesidad) la b*s(ueda de la simplicidad del producto) la cual tendrá (ue satisfacer la necesidad planteada& Palabras la!"s: M"#$%$l$&'a %" %(s")$* "s#r+#+ra %" ,+-($-"s* a#r(/ $r,$l&(a.

INDICE

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P1&.

. RESU RESUME MEN N 2. INTRODUCCI3N

4

4. O56ETIVOS

7

4.2 Ob8"#(!$ 9r(-(9al 4.2 Ob8"#(!$s "s9"',($s 7. DESCRIPCI3N DEL PRO5LEMA 7. 6+s#(,(a(7.2 T"-$l$&'a ";(s#"-#" 7.2. D",(-(($-"s 7.2.2 C$9$-"-#"s %"l 9+"-#" &r>a 7.2.4 Par1"#r$s 7.2.7 M$!(("-#$ %" +- 9+"-#" &r>a 7.2. O9"ra($-"s 7.2.@ Clas(,(a(- 9$r las" %" s"r!(($ . METODOLOGA DE DISEÑO . L(s#a %" ";(&"-(as .2 Es#r+#+ra %" ,+-($-"s .2. Ca8a -"&ra .2.2 Es#r+#+ra %" ,+-($-"s &"-"ral .2.4 Ma#r(/ $r,$l&(a

7 7   < = ? 0  2 4 @ @ < < = ?

@. MEMORI MEMORIA A DE CÁLCU CÁLCULO LO a 7.2.4 Par1"#r$s 7.2.7 M$!(("-#$ %" +- 9+"-#" &r>a 7.2. O9"ra($-"s 7.2.@ Clas(,(a(- 9$r las" %" s"r!(($ . METODOLOGA DE DISEÑO . L(s#a %" ";(&"-(as .2 Es#r+#+ra %" ,+-($-"s .2. Ca8a -"&ra .2.2 Es#r+#+ra %" ,+-($-"s &"-"ral .2.4 Ma#r(/ $r,$l&(a

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@. MEMORI MEMORIA A DE CÁLCU CÁLCULO LO a s"(9r#($

r*a cuyo elemento portador se apoya sobre un camino de rodadura) directamente en un lado y por medio de patas de apoyo en el otro& 'e diferencia de la gr*a puente y de la gr*a pórtico en (ue uno de los ra4les de despla,amiento está aproximadamente en el mismo plano +ori,ontal (ue el carro) y el otro ra4l de despla,amiento está en otro plano +ori,ontal muy inferior al del carro 2normalmente apoyado en el suelo3&

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Gr>a B-s+la

r*a fijada a un muro) o susceptible de despla,arse a lo largo de un camino de rodadura a-reo fijado a un muro o a una estructura de obra& 'e diferencia de la gr*a puente en (ue los ra4les de despla,amiento están en un mismo plano vertical&

Gr>a %" bra/$ &(ra#$r($ $ %" 9al$(lla

r*a capa, de girar sobre una columna fijada por su base a la fundación) o fijada a una columna giratoria sobre un soporte empotrado&

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7.2.2

COMPONENTES DEL PUENTE GRUA

; M"a-(s$ %" "l"!a(-: 7onjunto de motores y aparejos 2sistema de poleas y cables destinados a variar fuer,as y velocidades3 (ue se aplican en el movimiento vertical de la carga& ; M"a-(s$ %" #ra-sla(- %"l arr$:  7onjunto de motores (ue se aplican en el movimiento longitudinal del carro 2sistema mecánico con los mecanismos de elevación3& Car

; M"a-(s$ %" #ra-sla(- %"l 9+"-#":  7onjunto de motores (ue incluye los testeros como estructuras portantes (ue incorporan este mecanismo para el movimiento longitudinal de la gr*a& ; Ca(-$ %" r$%a%+ra 1 Elemento estructural por el (ue se despla,a longitudinalmente la gr*a& #(l"s %" 9r"-s(- 1 Elementos auxiliares cuya función es la de sujetar la carga) tales como1 pin,as) pulpos) electroimanes) ventosas) cuc+aras) etc& 7.2.4

PARÁMETROS

; Al#+ra 1;(a %" r"$rr(%$ %"l &a-$: Distancia vertical entre el nivel más bajo del suelo 2incluido el foso) si existe3 y el ganc+o de carga) cuando -ste se encuentra en la posición más elevada de trabajo&  L+/: Es la distancia +ori,ontal entre los ejes de los carriles de la v4a de rodadura&

; D(s#a-(a "-#r" "8"s %" las r+"%as %" l$s #"s#"r$s:   Es la distancia medida paralelamente al eje longitudinal de despla,amiento& ; V$la%(/$ #$#al:  Distancia máxima +ori,ontal entre el eje del camino de rodadura más próximo al voladi,o y el extremo de la estructura empla,ada sobre el voladi,o& ; V$la%(/$ >#(l:  Distancia máxima +ori,ontal entre el eje del camino de rodadura más próximo al voladi,o y el eje del elemento de prensión empla,ado sobre el voladi,o&

;

5ra/$ >#(l: Distancia +ori,ontal entre el eje vertical de la parte giratoria o eje de rodadura y el eje vertical del elemento de prensión&  5ra/$ #$#al:  Distancia +ori,ontal entre el eje vertical de la parte giratoria o eje de rodadura y el eje vertical del extremo de la estructura& pág. 11

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; Car&a -$(-al $ 1;(a:   >alor de la carga fijado por el fabricante e indicado en la placa de caracter4sticas 2incluye los accesorios de elevación y apre+ensión originales3& ; Car&a >#(l: 7arga bajo el aparejo o accesorios si los +ay&  Plaa %" ara#"r's#(as 1 Fija en cada gr*a indica1 el fabricante) año de fabricación) n*mero) carga nominal y *til en función de los alcances) si le es aplicable& 'i la gr*a dispone de varios mecanismos de elevación) se indicarán las caracter4sticas de cada uno& 7.2.7

MOVIMIENTOS DE UN PUENTE GRA

.os tres movimientos (ue reali,a un puente?gr*a son1 •

Trasla(- %"l 9+"-#":

En dirección longitudinal a la nave& 'e reali,a mediante un grupo moto?reductor *nico) (ue arrastra los rodillos motores por medio de semiárboles de transmisión& %ambi-n se define como un movimiento +ori,ontal en el eje @& •

Trasla(- %"l arr$:

%raslado de carro a lo largo del puente& %ambi-n se define como un movimiento +ori,ontal en el eje & •

El"!a(- H %"s"-s$1

.a carga es subida o bajada por efecto del motor (ue sujeta el ganc+o con la ayuda de un cable principal& %ambi-n se define como un movimiento vertical en el eje B&

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7.2.

OPERACIONES

 M$-#a8" %" la &r>a 1 Es el proceso de i,ar y posicionar la gr*a sobre su empla,amiento y fundaciones para (ue pueda prestar su cometido&

; P+"s#a "- s"r!(($1 Es el conjunto de comprobaciones y maniobras (ue deben ejecutarse en una gr*a instalada por completo en su empla,amiento) sometida a las solicitaciones establecidas para (ue pueda pasar inmediatamente a la condición de servicio) si las circunstancias lo permiten& ; E-sa$ "s#1#($1 Ensayo de la gr*a por aplicación al dispositivo de apre+ensión de una carga estática (ue exceda en un porcentaje fijado a su carga nominal) tal y como se detalla en el ep4grafe C&/&5& del !D /C9/5& ; E-sa$ %(-1($1 Ensayo de los movimientos de trabajo de la gr*a) reali,ados con una carga (ue sobrepase un porcentaje fijado su carga nominal) tal como se detalla en el ep4grafe C&/&5& del !D /C9/5&  V"r(,(a($-"s1 7onsisten en la reali,ación) por personal autori,ado) del conjunto de comprobaciones básicas (ue se detallan en la #$E E$ /58CC?/2566/3?5256663& Estas pueden ser previas a la puesta en marc+a de la gr*a o de carácter periódico para garanti,ar el mantenimiento de las condiciones de trabajo y seguridad fijadas por el fabricante&

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7.2.@

CLASIFICACI3N POR CLASE DE SERVICIO

S"r!(($ %" ""r&"-(a $ r"s"r!a Clas" A

Este tipo se considera en el (ue trabajan las gr*as en instalaciones tales comoG plantas generadoras) cuartos de turbinas) cuartos de motores) estaciones de transformadores y en general todos a(uellos lugares donde sea necesario manejar cargas de muc+o valor y muc+a precisión a muy bajas velocidades y con tiempos muertos muy largos entre cada levantamiento& En estas gr*as se puede manejar la capacidad máxima de carga durante la fase de instalación de la ma(uinaria o bien para fines de mantenimiento con periodos largos infrecuentes& Aun(ue el n*mero de levantamiento por +ora no sea frecuente) las gr*as para este pág. 14

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servicio deben ser confiables a modo de contar con ellas en el momento (ue sea necesario&

S"r!(($ (-,r"+"-#" Clas" A2.

En este tipo de servicio incluye el trabajo de las gr*as (ue pueden ser utili,adas en instalaciones como1 talleres pe(ueños de mantenimiento) laboratorios de pruebas y cual(uier otro sitio donde las cargas a manejar sean relativamente ligeras) sus velocidades de operación bajas y con bajo grado de precisión en el control de la carga& .a carga a manejar puede varias desde muy poco porcentaje de carga máxima +asta el /66: de esta) pero su frecuencia debe ser de unos cuantos levantamientos por periodo&

•

S"r!(($ L(&"r$ Clas" 5&

En este tipo de servicio se incluyen las gr*as (ue se utili,an en instalaciones como1 talleres de reparación y talleres de ensamble con trabajo ligero) trabajo en bodegas y almacenes con baja capacidad) talleres mecánicos o l4neas de proceso con bajo nivel de producción y en todas a(uellas instalaciones donde las necesidades de servicio sean ligeras y velocidades de operaciones no altas& .a carga a manejar en estos casos puede variar en cargas relativamente pe(ueñas a la carga máxima +asta manejar cargas al /66: de su capacidad de esta) pero con un promedio de dos a cinco levantamientos por +ora y una altura de levantamiento promedio de cinco metros& El n*mero de levantamientos por +ora) con cargas cuyo valor sea igual al de capacidad nominal de la gr*a) no deberá ser mayor del 96: del n*mero de levantamiento especificado de diseño&

S"r!(($ M"%(a-$ Clas" C

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En este tipo de servicio incluye a las gr*as utili,adas en instalaciones como1 talleres de ma(uinado) l4neas de proceso con nivel medio de producción) cuartos de ma(uinaria de molinos de papel y en todas a(uellas instalaciones en donde las necesidades de servicio son moderadas& En este tipo de servicio) la gr*a podrá reali,ar de 9 a /6 levantamientos por +ora) manejando cargas con un valor promedio del 96: del rango de plena capacidad y para una altura de levantamiento promedio de cinco metros& El n*mero de levantamiento por +ora de cargas cuyo valor sea igual al de la capacidad nominal de la gr*a) no deberá ser mayor del 96: del n*mero de levantamientos especificados&

•

S"r!(($ P"sa%$ Clas" D

En este tipo de servicio incluye a las gr*as (ue normalmente son operadas desde cabina) utili,adas básicamente en las siguientes instalaciones1 talleres pesados de ma(uinado) fundiciones) plantas de fabricación) acereras) aserraderos) almacenes y bodegas grandes c+atarreros donde las operaciones se efect*an a trav-s de electroimanes o almejas y por lo regular en cual(uier otro tipo de sitio donde las necesidades de servicio para la producción sean pesadas) pero en las cuales no existe un ciclo de operaciones especifico& En este tipo de servicio la gr*a podrá manejar el ciclo de trabajo cargas con un valor aproximado al 96: del rango de capacidad pero normalmente las velocidades (ue se manejan en estas gr*as son altas& El n*mero de levantamientos por +ora permitido no deberá ser mayor al 89: del n*mero de levantamientos especificados y (ue es de /6 a 56 levantamientos con un promedio de cinco metros de altura y con una carga cuyo valor es en promedio igual al 96: de la carga a capacidad plena&

•

S"r!(($ S"!"r$ Clas" E pág. 16

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Este tipo de servicio incluye a las gr*as (ue son capaces de manejar continuamente cargas iguales a la capacidad máxima) a muy altas velocidades y con un ciclo de operación severo) repetidamente durante el periodo de trabajo establecido por d4a o en un ciclo predeterminado de operación&

.as aplicaciones de este tipo de gr*as incluyen servicio con electroimán) almejas o combinación de estos y son utili,ados en1 patios de c+atarra) molinos de aserraderos) plantas fertili,antes) algunas áreas de plantas sider*rgicas y en cual(uier sitio donde el rango de operación sea de 56 o más levantamientos por +ora y con cargas cuyo valor sea igual al de la capacidad nominal de la gr*a& Es sumamente importante dado el costo de fabricación de este tipo de gr*as (ue el usuario especifi(ue el ciclo de operación completo para no caer en gastos innecesarios&

S"r!(($ $l(-$ Clas" F

.as gr*as incluidas en este tipo de servicio normalmente en plantas sider*rgicas o similares) en donde además de tener un ciclo de operación excesivamente severo) trabajan en forma continua durante todo el año) excepto los periodos de mantenimiento programados) con una carga cuyo valor es igual al de la capacidad máxima de la gr*a&

.as normas aplicables de las gr*as de todos los otros tipos de servicio no son aplicables para estas) ya (ue las normas correspondientes a gr*as con tipo de servicio F 2servicio molino3 son las normas AH'E (ue corresponden a normas de usuario& .a mayor parte de los fabricantes e las gr*as en