Dieño De Una Grua De Pared Giratoria

INTRODUCCIÓN

Una grua de columna giratoria, es aquella que comprende un movimiento principal circular, alrededor de un eje de giro. No obstante gracias a la adicion de otros movimientos es posible ensanchar esta linea transformandola en una banda, y por tanto, es posible cubrir con una grua giratoria una superficie practicamente igual a la cubierta por un puente-grua.

Las gruas murales se utilizan en las naves de transbordo y en almacenes, en puertos y estaciones, pero igualmente en talleres para el servicio de maquinas herramienta y el transporte de piezas.

El servicio es generalmente bastante ligero y la utilizacion poco frecuente. Los aparatos de pequeña a mediana fuerza son de esta forma frecuentemente construidos con mando manual, no obstante en los casos de una utilizacion mas frecuente, se puede emplear el mando eléctrico, al menos para el carro.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar un procedimiento de diseño para una grua giratoria de pared, considerando todos los aspectos de diseño de las piezas principales de la grua y la estructura de la misma.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Realizar una investigación bibliográfica sobre proyectos realizados en el área de máquinas de elevación o similares.

Realizar el diseño de los elementos del mecanismo de elevacion de la grua

Realzar el diseño de los elementos del mecanismo de traslacion de la grua

Realizar el diseño de la estructura de la grua

Analizar y seleccionar un optimo diseño de las barras de la estructura

PRINCIPIOS DEL DISEÑO

Para el principio del diseño de la grua giratoria, se tomaran diferentes criterios de distintas fuentes bibliograficas, contandose entre ellas, calculos realizados en clases de Instalaciones Electromecanicas, normas DIN, sugerencias de los libros “Aparatos de elevacion y transporte” tomos 1 y 2 de Hellmut Ernst, criterios de diseño de elementos del libro “Elementos de maquinas” de Fratschner, criterios de diseño del libro “Diseño de elementos de maquinas” de Robert L. Mott, y diferente material bibliografico encontrado por internet.

Consideraciones de trabajo de la grua de pared

Ciclos por hora = 5 c/h

Tipo de servicio requerido normal

Horas trabajadas/día = 8

Días de trabajo/mes = 25

Días/año = 300

Vida util = 10 años

Peso a levantar o carga: 8 Ton

Tiempo de aceleracion = 3 m/s2

Altura del taller = 10 m

Coeficiente a la fatiga = 1,3

Velocidad de elevacion = 3 m/min

Elementos del mecanismo de elevación

Peso a levantar o carga: 8 Ton

Dimensionamiento del gancho

Material hierro gris ASTM-20 1470 kg/cm2

Datos

bi = 12cm

bo = 3cm

h = 15cm

ri = 8cm

ro = ri + h =23

Radio neutro

Radio centro de la gravedad

Área

Momento de flexión

Mf=R*W

Mf=14*8000

Mf=1120 kg*m

El peso del gancho es de 3,7kg

Dimensionamiento del cable y las poleas

Se utilizara un polipasto de dos poleas según el diagrama siguiente

Cable a utilizar = 6x37

Criterio de utilización del cable

El cable 6x37 es un cable extra flexible, tolera dobleces pronunciadas y abrasión no muy grande, debido al uso de un polipasto de dos poleas se tiene solicitudes a la flexión relativamente grandes y por ende un cable que tolere dobleces viene siendo ideal, además el uso de este cable es recomendado para grúas de pluma móvil como es el caso.

Ciclos de trabajo

Trabajos ciclos

Considerando a 50% 120000*1,3 = 1,56x105ciclos

Usando tablas para un cable 6x37 IWRC

Peso del cable

Aplicando la segunda ley de newton

Para el Cálculo de poleas utilizamos la siguiente ecuación

Rut = 23900 kg/cm2

Diámetro de la polea

Calculamos la fuerza de tracción

Alargamiento del cable

Área media

Am = 0,4Dr2 cm2

Er = 843700 kg/cm2

DETERMINACIÓN DEL TAMBOR

LONGITUD DEL TAMBOR

Número de espiras

Por recomendación se asumen +2 espiras para reforzar la fijación del cable e impedir que se desarrolle por completo

De tablas

s= 33 mm

h= 14 mm

a= 3,7 mm

Por lo tanto la longitud del tambor es:

Material del tambor Acero St 31,21

Esfuerzo de compresión

σ=0.93*S ∜(1/〖h^6*D〗^2 )

σ=0.93*5267.84 ∜(1/〖〖1.4〗^6*5.8〗^2 )

σ=1228.03 Kg/〖cm〗^2

Esfuerzo de flexión

σ=1.61*S ∜(1/〖h^6*D〗^2 )

σ=1.61*5267.84 ∜(1/〖〖1.4〗^6*5.8〗^2 )

σ=2125.95 Kg/〖cm〗^2

Potencia del motor de elevacion

v=2*3=6 m/min

HP=(F*v)/(75*60*ρ)

HP=(5267.84*6)/(75*60*0.8)

HP=8,77

Eleccion de un motor de 10 HP, 750 rpm, 8 polos

Peso del motor 131 Kg

Calculo del reductor

ρ=750/6=125/1

Engranaje epicicloidal

ρ=ne/ns=(1+za/ze)/1=125/1

ra=re+2rb

za=ze+2zb

Pd=z/d

z_min=18

AISI 1340

Rut = 102000 PSI

Ro=102000/3=34000 PSI

b=k*Pc

Pc=π*d/z

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