PROYECTO DE MAQUINAS DE ELEVACIÓN Y TRANSPORTE

1. PUENTE GRÚA.-

1.1. GENERALIDADES.-

El transporte dentro del taller es el principal campo de aplicación del puente-

grúa. Gracias a que circulan por vías elevadas, unidas casi siempre a la

construcción de los pies derechos de la nave del taller, al contrario de lo que sucede

con otras clases de grúas .Debido a la movilidad del puente de la grúa y del carro

que corre sobre el mismo, el campo abonado por la grúa es un rectángulo cuya

superficie, en el caso ideal, coincide con la planta de la nave del taller.

La fuerza portante y la velocidad de trabajo de la grúa están determinadas por la

carga máxima a transportar. Pero en la mayoría de los casos, y especialmente en las

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grúas de grandes fuerzas portantes, no suele presentarse a menudo esta carga

máxima.

Los puente-grúas son máquinas empleadas para la elevación y el transporte, aunque

no es común su uso en todos los ámbitos. Por lo general, se los utiliza en procesos

que implican almacenamiento o bien en todo lo relativo a la fabricación.

Naturalmente, en un campo de aplicación tan amplio, las condiciones de servicio en

que ha de trabajar el puente-grúa son muy diversas. El accionamiento manual de las

grúas sólo tiene interés en algunos casos, empleándose muy raras veces. Cabe

distinguir tres grupos principales de puente-grúa eléctricos normales:

1.- Grúas para casa de máquinas, que se utilizan en los centrales de fuerza

motriz para desmontar máquinas, las velocidades de trabajo son reducidas; la

utilización ocasional ; la carga máxima raras veces está presenta.

2.- Grúas de taller y de almacenamiento de gran fuerza portante. Velocidades

de trabajo y utilización moderadas. La carga máxima se presenta raras veces.

3.- Grúas de taller y de almacenamiento y de una fuerza portante menor.

Mayores velocidades ; utilización frecuente. La carga máxima se presenta a menudo.

2. COMPONENTES DE UN PUENTE GRUA.-

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Puente-grúa

1 Carro; 2 Mecanismo de elevación; 3 Motor de elevación lenta; 4 Mecanismo de traslación del

carro; 5 Viga principal; 6 Viga secundaria; 7 Arriostrado inferior; 8 Pasarela de servicio; 9

Testero; 10 Mecanismo de traslación de la grúa; 11 Cabina del conductor; 12 Cables de toma

corriente del carro; 13 Protección del alambre; 14 Cables principales para la toma de corriente;

15 Topes.

2.1 EL CARRO DE LA GRÚA.-

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2.1.1. CARROS DE ACCIONAMIENTO MANUAL.-Un bastidor con ruedas,

con un aparejo de cadena suspendido, que corre por las alas superiores o inferiores

de una viga, constituye la forma más sencilla de carro manual.

Carro apoyado sobre las alas superiores de

una vigueta para ponerle un aparejo de

cadena suspendido.

Carro apoyado sobre las alas inferiores de

una vigueta para ponerle una aparejo de

cadena suspendido

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Se emplea para fines completamente secundarios, en combinación con una

grúa puente, o también como aparejo independiente sobre vía tendida fija, en

forma semejante a un carro de polipasto eléctrico. El movimiento de traslación

se consigue tirando de la carga o con accionamiento manual mediante una

polea de cadena y cadena manual.

2.1.2. CARROS ACCIONADOS ELÉCTRICAMENTE.- Cada carro

consta de tres partes principales.

1.- El mecanismo de elevación, que comprende: el aparejo móvil, el tambor del

cable y la polea de compensación, el reductor, el freno y el motor de

accionamiento.

2.- El mecanismo de traslación del carro, que comprende: las ruedas, el

reductor, el freno y el motor de accionamiento.

3.- El bastidor del carro, en el que se monta y quedan comprendidas todas

estas piezas.

3. EL PUENTE DE LA GRÚA.-

Todos los puente-grúas constan de una o dos vigas principales, sobre las que

se apoyan los carriles del carro, y de las dos vigas testeras, dispuestas

perpendicularmente a las vigas principales y que llevan las ruedas de la grúa.

La grúa puente de una sola viga( figura 5.5-9) con carro sobre las alas

inferiores , sólo se ejecuta como puente-grúa de mano hasta unas 3 tons., de

fuerza portante. En las grúas puente con dos vigas principales, el gancho de la

carga del carro se mueve entre las vigas principales( figura 5.5-10). En la

mayoría de los casos junto al accionamiento eléctrico, existe un arriostrado

horizontal, que tiene que resistir las fuerzas producidas por la aceleración y el

frenado y que, al mismo tiempo, sostiene la pasarela de la grúa; este

arriostrado está sostenido por un lado de la viga principal, y por el otro, por la

viga secundaria, llamada también viga lateral o de pasillo.

Según sea la magnitud de la carga y la luz, para la viga principal se emplean

vigas de perfil laminado, vigas con alma de plancha, vigas de celosía o vigas

de cajón.

Puente-grúa a mano de una sola viga., a, Carro-grúa de mano que circula sobre las alas

inferiores; b, Viga principal; c, Testero; d, Rodillo de traslación de la grúa; e, árbol del

mecanismo de traslación de la grúa; f, Rueda de cadena para el mecanismo de traslación

de la grúa; g, Rueda de la cadena para el mecanismo de la elevación; h, Rueda de cadena

para el mecanismo de la traslación del carro.

Vigas de perfil laminado sin pasarela de servicio.

Vigas de perfil laminado con pasarela de servicio., a, Carro; b, Viga principal; c, Testero;

d, Viga secundaria; e, Pasarela de servicio; f, Arriostrado inferior; g, Arriostrado

transversal; h, Cabina del conductor.

Vigas de alma llena con pasarela doble de servicio.

Fuente de origen: Hellmut Ernst“Aparatos de Elevación y Transporte”

Viga de cajón con pasarelas de servicio montados en voladizo.

4. RIESGOS.-

Un riesgo fundamental específico debe ser prioritariamente considerado: El

desplome de objetos pesados. Cabe incluir en este riesgo básico el

desplome de las cargas, el de elementos de las máquinas, el de la propia

máquina o de sus estructuras de sustentación, etc.

A este debe añadirse otro riesgo específico: golpes por objetos móviles;

considerando también que éstos pueden ser las propias cargas, partes de las

máquinas o sus accesorios, la máquina, etc.

A estos riesgos estará sometido todo el personal que opere en el entorno de

acción del aparato.

Otros riesgos, no específicos, afectarán únicamente a los operadores:

atrapamientos, caídas desde alturas, contactos eléctricos, stress, inhalación de

productos tóxicos (la cabina en ciertos casos se desplaza sobre las zonas de

producción), etc.

5. MANTENIMIENTO PREVENTIVO.-

Como ya se ha indicado, según UNE 59-105-76, el constructor debe

proporcionar las instrucciones de mantenimiento del aparato a la entrega del

mismo.

En la Tabla 2 se recogen las operaciones esenciales de Mantenimiento

Preventivo que, en todo caso, deben realizarse por personal especializado.

Tabla: Operaciones esenciales para el Mantenimiento Preventivo de un puente-

grúa

6. CALCULO DEL MECANISMO DE ELEVACION Y TRASLACION PARA UN “PUENTE GRUA”

6.1. CALCULO DEL MECANISMO DE ELEVACION PARA UN “PUENTE GRUA”

DATOS

- Capacidad de carga de la grúa Q =50000 ( Kg. )

- Rotacion sincronica ns =1200 [rpm]

- Velocidad de elevación Ve =5 (m/min)=0.083(m/s)

- Tipo de explotación = normal

- Longitud del puente = 10 (m)

DATOS ADICIONALES.-

8 Cables de sustentación

Emplear rodamientos en los apoyos

Admitir los materiales y coeficientes necesarios para el calculo

6.1.1. CALCULO:

-Carga de un ramal (cable)

= = 6376.25

n=# poleas fijasnp= 0.98 rendimiento de la polea

n total=

-Diametro del cable

tabla 3.1 de Vinagre Pág. 12

6.1.2. CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE LAS POLEAS Y EL TAMBOR:

Paso=p=30

ne= numero de espiras=

h= altura de elevación=10

e=

asumimos a= 100[mm]

6.1.3. CALCULO DE LA POTENCIA DE REGIMEN

Nota: disminuye de 3% a 5% de

→

Otro:

Rendimiento mecánico

6.1.4. Elección del motor de accionamiento

tabla 5.7 Pág.73 de Vinagre.

rev.=1180 (rpm)

6.2 MECANISMO DE TRASLACIÓN PARA UN “PUENTE GRUA”

DIAMETRO DE LA RUEDA:

Carril elegido para grua según DIN 536 con ancho de cabeza b=10, r=2 [cm]

=

D=21.1 [cm]

DATOS

Q = 50 [Tn]Peso del carro = 102 [Tn]Peso del puente = 40.1 [Tn]

Diámetro ruedas = 21.1 [cm]nmotor = 1500 [rpm]

nmotor (carga) = 1465 [rpm]

Tabla 26, pag. 85:

Ve = 4 m/minVt(carro) = 25 m/minVt(grua) = 63 m/min

6.2.1. CALCULO DE LA POTENCIA DE REGIMEN

Pr =

Mr = (Q + Go)*(D/2)*wt * 1/i*(1/ηtotal)

i = i1 + i2 =

ηtotal = ηapoyo3 * ηengra

2 = 0.983 * 0.972 = 0.88

Mr = (50000 + 10.200)* (21.1/2)*32.5*1453*(1/26.1)*(1/0.88)

Mr = 898.69 Kg/cm

Pr =

Verificar la potencia de régimen en base a “t” arranque

Mp = Mr + Mit Mit = Ie

α = α = 2π/n

Mpm = 0.4Mb + 0.4Mmax + 0.1Mm

Mbasico = 886.05 886

Mb = 1.7Mbasico = 1.7(886) = 1506.2Mmax = 2.5 Mbasico = 2.5 (886) = 2215

Mn = 71620 =

Mn = 926.4

Mpm = 0.4(1506.2) + 0.4(2215) + 0.1(926.4)Mpm = 1581.12 [kgcm]

Nf = ηruedas

ta =

Ie =

Ie =

Ie = 11.32

ta = ta = 2.6 [s]

6.2.2. TIEMPO DE FRENADO

Mf = 3500 [Kgcm]

M1f =

M1f' =

F1f = F1f' =

Ff = 2F1 + 2F1' + (Q + G)*wt

Ff =

Ff =

Ff = 12782.2

a = a = 1.392

a = tf =

V = puente = 63 [m/min]