mec 3340 transporte discontinuo

7/23/2019 Mec 3340 Transporte Discontinuo

http://slidepdf.com/reader/full/mec-3340-transporte-discontinuo 1/54

1MAQUINAS DE ELEVACION Y TRANSPORTE

CAPITULO 1.

CABLES METALICOS.

1.- USO PRÁCTICO DE CUERDAS Y CABLES.-

1.1.-CUERDAS DE CÁÑAMO.-

Las cuerdas de cáñamo son adecuadas para fuerzas de tracción pequeñas. Sirven paraamarrar, sujetar y otros fines. Son utilizadas generalmente como eslingas y comocuerdas de fijación en los sistemas de elevación así como para sujetar las cargas algancho.Las cuerdas están formadas por cordones trenzados (3 o más). Su estabilidad a latensión depende de las condiciones climáticas y de su envejecimiento. El cálculo serealiza a través de cálculos empíricos.

2700 d F s Fs= Fuerza o tensión en la cuerda en N.d = Diámetro exterior de la cuerda en cm.Para cálculos más exactos deben considerarse un corte con sección útil deaproximadamente 2/3 de la sección llena o total.

643

2 22

d d S A nn

Luego

zul zulns

d S F

6

2

Se debe trabajar con un factor de seguridad mínimo de 8.Entonces

zul

s

zul

s F F d

38,1

6

Tabla 1.1. Esfuerzos permisibles para cuerdas de cáñamo

Estado cuerda rotura B

kN/cm2 Factor de seguridad

traccion zul

kN/cm2 Nueva 12 8 1,50

Usada 5 8 0,625

Modulo de elasticidad `para el cáñamo E=60….150 kN/cm2.Paca calcular el diámetro del tambor se tiene que:

d D 10 D= Diámetro tambor de arrollamiento en mmd= Diámetro de la cuerda en mm.




1.2. CABLES METÁLICOS.

Son cable metálicos que están formador por cordoncillos llamados torones, que a suvez están conformados por haces de alambres de acero estructural. Deben cumplir las

especificaciones de ciertas normas, así por ejemplo para la DIN (Deutsche IndustrieNorm):Un cable de acero DIN 3057 6x19.Implica un cable con 6 cordoncillos o torones con 19 hilos cada uno, luego el cableestará formado por: 6x19= 114 hilos de acero + 1 alma de fibra.Sus ventajas son: Gran resistencia con pequeño diámetro y larga duración.La desventaja, su peso y mayor costo.Estos cables flexibles se distinguen por el sentido de arrollamiento en cables dearrollamiento izquierdo o derecho. En ambos casos pueden ser cables de construccióncruzada o de construcción recta o directa (cable Lang).

1.2.1.- FUERZA O CARGA MÍNIMA DE ROTURA.-

r F k F min

k= Factor multiplicadorFr= Fuerza o carga teórica de rotura NFmin= Carga mínima de rotura N

Para el esfuerzo de tracción:

4

2

max

s

z

F

z Esfuerzo de tracción N/mm2 Fsmax= Carga máxima en el cable N

Sección individual de alambres del cable mm

Para el esfuerzo de flexión producido en el arrollamiento:

D E b

max

b Esfuerzo de flexión N/mm2




E = Mòdulo de elasticidad 200000 N/mm2

max Diámetro máximo del alambre mm

D= Diámetro de arrollamiento en el tambor mm

El esfuerzo resultante será:

b zres

Los factores para la determinación del diámetro del cable son:

-Esfuerzo o carga máxima en el cable.-Tipo de cable (fabricación o construcción del cable).-Grado de peligro o riesgo de transporte.-Grupo o clase de movimiento de la carga en la obra o trabajo.

1.2.2.- VALOR GLOBAL DE LA CARGA.-

Se determina en función del tiempo de funcionamiento y del tipo de carga.

3 3

2

3

21

3

1 .... t t t k

k*= Valor global o colectivo

i Relación de capacidad de carga parcial útil

Relación de capacidad sin carga

ti= Tiempo relativo de carga útilt Tiempo relativo sin carga

Tabla 1.2. Grupos de trabajo para tiempos de funcionamiento y cargas globales

Tiempo defuncionamiento

V006 V012 V025 V05 V1 V2 V3 V4 V5

Tiempomediodiario

anual h

Hasta0,125

Desde0,125hasta0,25

Desde0,25hasta0,5

Desde0,5

hasta1

Desde1

hasta2

Desde2

hasta4

Desde4

hasta8

Desde8

hasta16

Desde16

adelante

Carga global Clase Grupos de trabajo

1 Liviana 1Em 1Em 1Dm 1Cm 1Bm 1Am 2m 3m 4m 2 Media 1Em 1Dm 1Cm 1Bm 1Am 2m 3m 4m 5m 3 pesada 1Dm 1Cm 1Bm 1Am 2m 3m 4m 5m 5m

Tabla 1.3. Carga global

Carga global Valor global k*1 liviana k* < 0,53

2 media 0,53 < k* < 0,673 pesada 0,67 < k* < 0,85




1.2.3.-DETERMINACION DE LA SECCION DEL CABLE.-La sección del cable se determina a partir de la carga máxima aplicada al cabletomando en cuenta un cierto factor de seguridad, que varía entre:

8......5,4maxmax

s

Bmet

s

bruc

F

S k

F

F

Fbruc= Tensión de rotura NFsmax= Carga máxima en el cable Nk= Factor de relación de esfuerzo de rotura y esfuerzo calculado de la sección metálica(ver tabla 1.9)Smet= Sección metálica del cable mm2

B Tensión de estabilidad del cable N/ mm2

max

2

4

s

B

F

d f k

d= diámetro del cable f = factor de llenado de la sección ideal y sección metálica del cable

2

2

2

2

4

4

d d Area

Area f

ideal

metalica

Luego despejando d se tendrá:

B

s

f k

F d

max

min

4

Si

c f k B

4

Entonces

maxmin sF cd

Siendod d min

Tabla 1.4.- Valor C para cálculo de la sección de cables metálicos.

GrupoDetrabajo

C en unidades N mm / para:

Transporte general y Transporte riesgoso yCable sin rotación Cable con rotación Cable sin rotación Cable con rotación

Resistencia de cada alambre en N/mm2 1570 1770 1960 2160 2450 1570 1770 1960 1570 1770 1960 1570 1770 1960

1Em - 0.067 0.063 0.060 0.056 - 0.071 0.067 - -1Dm - 0.071 0.067 0.063 0.060 - 0.075 0.071 - -1Cm - 0.075 0.071 0.067 - 0.080 0.075 - -1Bm 0.0085 0.080 0.075 - 0.090 0.085 0.080 - -1Am 0.090 0.085 - 0.095 0.090 0.095 0.1062m 0.095 - 0.106 0.106 0.1183m 0.106 - 0.118 0.118 -4m 0.118 - 0.132 0.132 -5m 0.132 - 0.150 0.150 -




1.2.4.- FIJACION DE CABLES.-

A fin de sujetar ganchos u otros accesorios para colgar la carga, es necesario prepararcabos al final del cable.

Guarda cabos (también conocido como corbatín en el medio local) es una piezametálica en forma de garganta que recibe el cable formando una gaza.Sujeta cables son pernos en forma de U que permiten unir fuertemente dos cables ypermiten el empalme de cables y también para formar cabos o gazas.

Tabla 1.5. Número de sujeta cables recomendado

Diámetrocable mm

Hasta 7 7….16 16….20 20….26 26….40

Número desujetacables

3 5 6 7 8

TABLA 1.5.1.-Otra forma para la determinación del número de sujeta cabos o abrazaderas.

Diámetro del cable Sujeta cabos o abrazaderas necesariasen mm Para formar un cabo o un ojal Para unir o empalmar dos

cables5 a 12 4 412 a 20 5 620 a 25 6 625 a 35 7 835 a 50 8 8

Fig. 1.1. Disposición de las abrazaderas para formar cabos y unir cables

Confección de ojales de cabos Empalme de cables

Existen además métodos de trenzado de cables para la construcción de gazasmediante la fijación con arrollamientos de alambres, manguitos cónicos (con soldadurablanda por difusión) y cepos-cuña. Ver anexo B para más detalles.




1.3.-POLEAS Y TAMBORES PARA CABLES –CABRESTANTES.-

1.3.1.-POLEAS.-

Las poleas para cables metálicos se construyen en fundición gris o en acero defundición principalmente. En algunos casos pueden construirse con fierro dulce.El diámetro de las poleas se determina a partir de:

min21min d hh D R

Drmin= Diámetro mínimo de polea mm.h1 y h2 = factores multiplicadores ver tablas 1.6, 1.7 y 1.8.dmin= Diámetro mínimo del cable mm.

Tabla 1.6. Factor multiplicador h1.-

Grupo deTrabajo

h1 paraTambor de cable Poleas Poleas guía

Sinrotación

Conrotación*

Sinrotación

Conrotación*

Sinrotación

Conrotación*

1Em 10 11,2 11,2 12,5 10 12,51Dm 11,2 12,5 12,5 14 10 12,51Cm 12,5 14 14 16 12,5 141Bm 14 16 16 18 12,5 141Am 16 18 18 20 14 162m 18 20 20 22,4 14 163m 20 22,4 22,4 25 16 184m 22,4 25 25 28 16 18

5m 25 28 28 31,5 18 20* Se refiere al movimiento de rotación del cable respecto su ejeo punto neutro.

El factor multiplicador h2 está en función de las solicitaciones a flexión a las que estásometido el cable al paso por los tambores, poleas y empalmes del mismo en lainstalación identificado por w.La magnitud w se determina por la suma de los siguientes valores individuales segúnlos accesorios del cable y el sentido de la instalación:

Tabla. 1.7.- Magnitud w.

Tambor de cablePolea de cable con flexión en el

mismo sentido con ángulo dearrollamiento mayor a 5º

Polea de cable con flexión en sentidoopuesto con ángulo de arrollamiento

mayor a 5ºPoleas con ángulo de arrollamiento

menor a 5º, poleas de guía, fijación decables.

w=1w=2

w=4

w=0




Se considera flexión en el mismo sentido cuando el ángulo entre poleas es menor a los120º. Valores mayores a los 120º implican flexiones en sentido opuesto. La flexión en elsentido inverso (opuesto) ejerce una influencia más desfavorable que dos flexiones enel mismo sentido, debiendo evitarse este tipo de instalaciones.

Tabla 1.8. Factor multiplicador h2.-

Magnitud w h2 para tambores ypoleas guía

h2 para poleas decables

Hasta 5 1 16 hasta 9 1 1,1210 o más 1 1,25

1.3.2.-DIMENSIONES DE LAS POLEAS.-

De acuerdo al gráfico se tienen las siguientes dimensiones Standard de las poleas decables metálicos. Ver anexo B.

Radio interno r= (0,53…..0,55)dProfundidad de garganta a= (2….2,5)d

Ancho ext. de garganta ba=(3,5….4)d Ancho int. de garganta bi=(2,5…3)dLargo del cubo de polea l = ba+(10…..25mm) ó l=(1,6….2)d A

La presión en el buje será:

Ad l

F p

F= fuerza en la polea Nl = Largo del cubo de polea cmd A= Diámetro eje cmp= Presión en el cubo N/cm2

Para ejes de acero y bujes de bronce se tiene:pzul=800…..1000 N/cm2

Para el diámetro dN del cubo en mm se tiene:mmd d Ac N 10

c

Factor del material: 9,1GG

7,1ST

dA= diámetro del eje de polea mmEl espesor del alma:

10100

1 R DS

DR= Diámetro de polea

1.4.- TAMBORES DE CABLES.- Al igual que las poleas se determina el diámetro mínimo de arrollamiento en el tambor:

DTmin= h1·h2·dmin




Estos están construidos en fundición gris, acero de fundición o soldados en acero alcarbono (el llamado fierro dulce).

Los tambores pueden ser lisos o rasurados. La longitud de las espiras a lo largo deltambor será:

L=n·sn= Número de espiras o arrollamientoss= Paso entre espiras mm.

Entonces: 2

T

s

D

Ln

Ls= Longitud del cable m.Dt= Diámetro de tambor m.

TABLA 1.9.-Factor k y factor de llenado.-NORMADIN

Construcción Cable conalma textilFactor dellenado f

Factor kde relaciónde esf.

Cable conalma deaceroFactor dellenado f

Factor k derelación deesf.

305230533054

1x71x191x37

---

---

0,77000,76000,7500

0,9000,8800,870

30553056

6x78x7

0,47000,4350

0,9000,8700

0,54520,5742

0,83790,7777

3057305830593060

6x19 Filler6x19 Seale6x19 Warrington6x19 Standart

0,50000,49000,49000,4550

0,86000,86000,86000,8600

0,58000,56840,56840,5278

0,80070.80070,80070,8007

306130623063

8x19 Filler8x19 Seale8x19 Warrington

0,44500,43500,4350

0.84000,84000,8400

0,58740,57420,5742

0,75090,75090,7509

306430653066

6x36 Warrington-Seale6x35Warringtoncubierto6x37 Standart

0,50000,48000,4550

0,84000,84000,8250

0,58000,55680,5278

0,78210,78210,7681

3067 6x36 Warrington-Seale

0,4450 0,8200 0,5874 0,7330

3068 6x24+7 Almastextiles

0,4100 0,8700 - -

30693071

18x736x7

0,52000,5300

0,78000,7500

0,55120,5459

0,75790,7427

3070 10x10 0,4400 0,8600 0,5588 0,8329




TABLA 1.10.-Construcción normalizada de cables (DIN 3051)

Clasesdecables

DIN

Cantidad

de:

Nombresegún

lasclases detorones

Clases dealmao

núcleo

Diámetro decable CuadroNº 1

#Torones

# Alambres

en1 torón

Todoslos

alambres

desde hasta

Cableen

espiral

305230533054

---

---

71937

---

---

0.613

162536

123

Cablesconalma

onúcleo

30553056

68

77

4256

--

1 alma de fibra o 1 alma deacero1 alma de fibra o 1 alma deacero

24

4024

45

30573058

30593060

66

66

19 + 6F19

1919

114114

114114

FillerSeale

WarringtonStandard

1 alma de fibra o 1 alma deacero

1 alma de fibra o 1 alma deacero1 alma de fibra o 1 alma deacero1 alma de fibra o 1 alma deacero

86

63

4436

3656

67

89

306130623063

888

19 + 6F1919

152152152

FillerSealeWarrington

1 alma de fibra o 1 alma deacero1 alma de fibra o 1 alma deacero1 alma de fibra o 1 alma deacero

101010

564444

101112

306430653066

666

363537

216210222

Warrington-SealeWarringtonStandard



1286

565664

131415

3067 8 36 288 Warrington-Seale


16 68 16

3068 6 24 144 Standard 7 alma de fibra textil 6 56 17Cables

conmas

de unaalma

30693071

1836

77

126252

--


412

2840

1819

Cableconalmaplana

3070 10 10 100 - 1 alma de fibra o 1 alma deacero

12 32 20




Tabla 1.11.- Designación de cables de acero NORMA DIN

Por ejemplo: Para designar un cable de torones circulares de 22 mm de diámetro,construcción tipo 6x19 con alma de alambre de acero, formado por alambre galvanizadocon 1770 N/mm2 de resistencia, con trenzado paralelo a la izquierda (sS) con aplicacióna la tracción se usa la siguiente denominación:Cable 22 DIN 3050-SES-zn k 1770 sS-spa

Nr. Característica Observación3.1. Diámetro en mm3.2. Construcción DIN-Nummer 3.3. Clase de alma3.3.1. Alma de fibra FE3.3.1.1. Alma de fibra natural FEN3.3.1.2. Alma de fibra sintética FEC3.3.2. Alma de acero SE

3.3.2.1. Alma de cable de acero SES3.3.2.2. Alma de torón de acero SEL3.4 Superficie del alambre3.4.1 Reluciente limpio bk3.4.2. Zincado zn k3.4.3 Zincado doble dizn3.5. Resistencia del alambre3.5.1. 1570 N/mm2 15703.5.2. 1770 N/mm2 17703.6. Clase de composición y arrollamientos de cables3.6.1. Derecho z3.6.2. Izquierdo s3.6.3. Cruzado derecho sZ

3.6.4. Cruzado izquierdo zS3.6.5. Directo derecho o LangzZ3.6.6. Directo izquierdo o LangsS3.7. Aplicación para la tracción spa




Tabla 1.12 Torones circulares 6x7 DIN 3055(Ver corte Nº 4 del cuadro Nº 1)

Cable

denmm

Alma de fibra (FE) Alma de acero

Pesoq1

Enkg/m

Fuerza máxima de roturaFmin1 en kN

Resistencia del alambre

1570 N/mm2 1770 N/mm2

Pesoq2

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

23

0,01340,0322

--

2,355,29

0,01570,0354

--

2,545,71

45

0,05720,0894

--

9,4114,7

0,06290,0983

--

10,215,9

67

0,1290,175

--

21,128,8

0,1420,193

--

22,931,1

8910

0,2290,2890.357

33,442,252,2

37,647,658,8

0,2520,3180,393

36,145,656,3

40,651,463,5

11

1213

0,432

0,5150,604

63,1

75,188,1

71,1

84,799,4

0,475

0,5670,664

68,2

81,195,2

76,8

91,5107141618

0,7010,9151,16

102134169

115151191

0,7711,011,28

110144183

124163206

202224

1,431,732,06

209252300

235285339

1,571,902,27

225273324

254307366

262832

2,422,803,66

353409534

397461602

2,663,084,03

381442577

429498650

3640

4,635,72

676835

762941

5,096,29

730901

8231010

Tabla 1.13 Cable de torones circulares 6x19 Filler DIN 3057

(Ver corte Nº 6 del cuadro Nº 1)Cable denmm


Pesoq1

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

Pesoq2

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

8910

0,2430,3080,380

33,942,953,0

38,348,459,8

0,2670,3390,418

36,646,457,3

41,352,364,6

111213

0,4600,5470,643

64,276,389,6

72,386,1101

0,5060,6020,707

69,382,596,8

78,193,0109

141516

0,7450,8550,973

104119136

117135153

0,8200,9411,07

112129147

127145165

171819

1,101,231,37

153172191

173194216

1,211,351,51

166186207

187209233

202224

1,521,842,19

212257305

239289344

1,672,022,41

229277330

258312372

262832

2,572,983,89

358416543

404469612

2,833,284,28

387449586

436506661

364044

4,936,087,36

6878481030

7759561160

5,426,698,10

7429161110

83710301250




Tabla 1.14 Cable de torones circulares 6x19 Seale DIN 3058(Ver corte Nº 7 del cuadro Nº 1)

Cable denmm


Pesoq1

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

Pesoq2

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

67

0,1340,183

--

21,128,7

0,1470,201

--

22,831,0

8910

0,2380,3020,373

33,242,152,0

37,547,458,6

0,2620,3320,410

35,945,556,1

40,551,263,3

1112

13

0,4510,537

0,630

62,974,8

87,8

70,984,3

99,0

0,4960,590

0,693

67,980,8

94,8

76,591,1

107141516

0,7300,8380,954

102117133

115132150

0,8030,9221,05

110126144

124142162

171819

1,081,211,35

150168188

169190211

1,191,331,49

162182203

183205228

202224

1,491,802,15

208251299

234283337

1,641,982,37

224272323

253306364

26283226

2,522,923,824,83

351407532673

396459600759

2,773,214,205,31

379440575727

428496648820

Tabla 1.15 Cable de torones circulares 6x19 Warrington DIN 3059(Ver corte Nº 8 del cuadro Nº 1)

Cable denmm


Pesoq1

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

Pesoq2

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

67

0,1340,183

--

21,128,7

0,1470,201

--

22,831,0

89

10

0,2380,302

0,373

33,342,1

51,9

37,547,5

58,6

0,2630,332

0,410

35,945,5

56,1

40,551,2

63,2111213

0,4510,5370,630

62,974,887,7

70,984,498,9

0,4960,5910,693

67,980,994,5

76,591,3107

141516

0,7300,8380,954

101117133

114132150

0,8030,9221,05

110138158

124142162

171819

1,081,211,35

150169187

169190212

1,191,331,49

163182203

183205228

202224

1,491,802,15

208251299

234284337

1,641,982,37

224271323

253306364

26283236

2,522,923,824,83

351408532672

396459597759

2,773,214,205,31

384440575727

428496648820




Tabla 1.16.- Cable de torones circulares 6x19 Standard DIN 3060(Ver corte Nº 9 del cuadro Nº 1)Cable d

enmm


Peso

q1

Enkg/m

Fuerza máxima de rotura

Fmin1 en kNResistencia del alambre

1570 N/mm2 1770 N/mm2

Peso

q2

Enkg/m

Fuerza máxima de rotura

Fmin2 en kNResistencia del alambre

1570 N/mm2 1770 N/mm2

3 0,0311 - 4,90 0,0342 - 5,2945

0,05540,0865

--

8,7013,6

0,06090,0952

--

9,4014,7

67

0,1250,170

--

19,626,7

0,1380,187

--

21,228,8

8910

0,2210,2800,346

30,939,148,2

34,844,154,4

0,2430,3080,381

33,342,252,1

37,647,658,8

111213

0,4190,4980,585

58,469,581,5

65,878,391,9

0,4610,5480,643

63,175,088,1

71,184,699,3

141618

0,6780,8861,12

94,6124156

107139176

0,7460,9741,23

102133169

115150190

202224

1,381,671,99

193234278

218263313

1,521,842,19

208252300

235284338

262832

2,342,713,54

326378494

368426557

2,572,983,90

352409534

397461602

364044

4,485,546,70

625722934

7058701050

4,936,097,37

6758341010

7619401140

485256

7,799,3610,9

111013001510

125014701710

8,7710,312,0

120014101630

135015901840

Tabla 1.17 Cable de torones circulares 6x19 Filler DIN 3061(Ver corte Nº 10 del cuadro Nº 1)Cable denmm


Pesoq1

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

Pesoq2

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

101112

0,3570,4310,513

46,155,866,4

52,062,974,8

0,4350,5260,626

54,465,878,3

61,374,288,3

131415

0,6020,6990,802

77,990,3104

87,8102117

0,7350,8520,979

91,9107122

104120138

161718

0,9131,031,16

118133149

133150168

1,111,261,41

139157176

157177199

192022

1,291,431,73

166184223

188208252

1,571,742,10

196218263

221245297

242628

2,052,412,79

266312361

299351407

2,512,943,41

313368426

353414481

323640

3,654,625,70

472597737

532673831

4,455,646,96

557705870

628795981

44485256

6,908,219,6411,2

892106012501450

1000120014001630

8,4210,011,813,6

1050125014701710

1190141016601920




Tabla 1.18 Cable de torones circulares 6x19 Seale DIN 3062(Ver corte Nº 11 del cuadro Nº 1)

Cable

denmm


Pesoq1

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

Pesoq2

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

101112

0,3480,4220,502

45,154,464,8

50,861,773,3

0,4250,5140,612

53,264,376,6

59,0972,586,3

131415

0,5890,6830,784

76,988,2101

85,799,1114

0,7190,8330,957

90,0104120

101117135

161718

0,8921,011,13

115130146

130147164

1,091,231,38

136154172

153173194

19

2022

1,26

1,391,69

163

180219

183

203244

1,53

1,702,06

192

213257

216

239290242628

2,012,362,73

260306353

290344400

2,452,873,33

306360418

345405469

32364044

3,574,525,576,75

461582721872

520658813983

4,355,516,808,23

5446898511030

6137779591160

Tabla 1.19.- Cable de torones circulares 6x19 Warrington DIN 3063(Ver corte Nº 12 del cuadro Nº 1)

Cable denmm


Pesoq1

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

Pesoq2

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

101112

0,3480,4220,502

45,154,464,8

50,861,773,3

0,4250,5140,612

53,264,376,6

59,0972,586,3

131415

0,5890,6830,784

76,988,2101

85,799,1114

0,7190,8330,957

90,0104120

101117135

161718

0,8921,011,13

115130146

130147164

1,091,231,38

136154172

153173194

192022

1,261,391,69

163180219

183203244

1,531,702,06

192213257

216239290

242628

2,012,362,73

260306353

290344400

2,452,873,33

306360418

345405469

32364044

3,574,525,576,75

461582721872

520658813983

4,355,516,808,23

5446898511030

6137779591160




Tabla 1.20.- Cable de torones circulares 6x37 Standard DIN 3066(Ver corte Nº 15 del cuadro Nº 1)

Cable denmm


Pesoq1

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

Pesoq2

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

67

0,1250,170

--

18,825,6

0,1370,186

--

20,327,6

8910

0,2210,2800,346

29,637,546,3

33,442,352,2

0,2440,3080,381

32,040,550,0

36,145,756,4

111213

0,4190,4980,585

56,066,678,2

63,175,188,2

0,4610,5480,643

60,572,084,5

68,281,295,2

141618

0,6780,8861,12

90,7118150

102134169

0,7460,9741,23

98,0128162

110144183

202224

1,381,671,99

185224267

209253301

1,521,842,19

200242288

225273325

262832

2,342,713,54

313363474

353409534

2,572,983,90

338392512

381442577

364044

4,485,546,70

600741896

676835

1010

4,936,097,37

648800968

7309021090

485256

7,799,3610,9

107012501450

120014101640

8,7710,311,9

115013501570

130015201770

6064

12,514,2

16701900

18802140

13,715,6

18002050

20302310

Tabla 1.21.- Cable de torones en espiral 36x7, libre de giro DIN 3071(Ver corte Nº 19 del cuadro Nº 1)

Cable denmm


Pesoq1

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

Pesoq2

Enkg/m



1570 N/mm2 1770 N/mm2

121314

0,5620,6590,765

70,682,896,1

79,693,4108

0,5790,6790,788

72,084,598,0

81,285,2110

161820

0,9991,261,56

125159196

141179221

1,031,301,61

128162200

144183225

222436

1,892,252,64

237282331

267318374

1,952,312,72

242288338

273325381

28323640

3,064,005,066,24

384502635784

433566716884

3,154,125,216,43

392512648800

442577730902




Tabla1.10.- Algunas aplicaciones de los cables de acero en la industria.-




CAPITULO 2.

2.- POLIPASTOS, POLEAS DE FRICCION Y TAMBORES DE TRABAJO.-

2.1.- POLEAS DE TRANSMISION.-

De acuerdo a las disposiciones y los rendimientos de transmisión, las fuerzas en unapolea de cable se determinan como sigue:-Sin tomar en cuenta el rozamiento:

21 ss F F

-Tomado en cuenta el rozamiento en la polea:

reibss F F F 21

Donde: 21 ss F F

Luego:1

2

s

s

RF

F ó

R

s

s

F F

2

1

Siendo R Rendimiento de la polea.

R 0.98 para cojinetes de bolas (rodamientos)

R 0.96 para cojinetes de deslizamiento (bujes)

2.1.1. APAREJOS.-

Aplicando estas condiciones a distintos tipos de disposiciones se tiene:a) Polea fija.-

Sin rozamiento Fo = G

Con rozamiento F=G/ R =

R

G

La relación de transmisión será: 1arg

ac

cable

sv

vi

Entonces el rendimiento de una instalación con la polea fija será:

R

R

o

F G

G

F

F

b) Polea móvil.-

Sin rozamiento Fo = G/2

Con rozamiento R

F F

1 RF F 1

Luego: R R F F F F F G 11




Entonces el rendimiento de la polea móvil será:

2

1

1

2 R

R

o

L G

G

F

F

Estableciendo que: LF

Luego la relación de transmisión será:

: 2arg

ac

cable

sv

vi

c) Combinación polea fija y móvil.-

Fig.2.1.- Disposición polea fija y móvil.

Sin rozamiento Fo = G/2

Con rozamiento R

F F

12 y

R

F F

2

Luego: R R R F F F F F G 12212

Y R R

GF

1

El rendimiento de esta combinación será:

2

1

1

2 R R

R R

o

FL G

G

F

F

La relación de transmisión será:




: 2arg

ac

cable

sv

vi

d) Aparejo o polipasto factorial.-

Fig.2.2.- Disposición de aparejo factorial

Sin rozamiento Fo = G/2n=G/zDonde n= número de poleas móviles

Con rozamiento n

R R R R F F F F G232

........

R

n

R RF G

1

12

Implica que: n R

R

R

G

F 21

1

El rendimiento total del aparejo será:

R

n

R R

n

R

R

R

o

FaparejonG

nG

F

F

12

1

1

12

2

2




La relación de transmisión:

nv

vi

ac

cable

s 2arg

e) Tren o aparejo de potencia:

Fig.2.3.-Aparejo de potencia.

Sin rozamiento Fo = G/2n

Con rozamiento

R

n

R

GF

1

El rendimiento total del tren de potencia será:n

R

R

o

pF

F

2

1


n

ac

cable

sv

v

i 2arg

Siendo n= número de poleas móviles.

f) Aparejo diferencial.-




Fig.2.4.- Disposición de un aparejo diferencial.

Sin rozamiento

2

112 r

r GF o

Con rozamiento R

Rr

r G

F

1

2

12

Este tipo de poleas se utilizan para pequeñas alturas de elevación y de tracción manual.

g) Poleas gemelas.-

Estas poleas tienen dos tramos de cable que se arrollan sobre dos tambores. Tienen lassiguientes ventajas:-La carga máxima en el cable en el cable es inferior a otras disposiciones.-La velocidad de la carga es mayor.

Fig.2.5.- Disposición de aparejos de poleas gemelas.




Sin rozamiento´2 z

GFo

z´= Número de poleas móviles inferiores del aparejo.

Con rozamiento´

1

1

2 z

R

RGF

El rendimiento total de un aparejo gemelo será:

R

z

Ro

z zF

F

1´

1´

´


´arg

zv

vi

ac

cable

s

2.2.-POLEAS DE FRICCIÓN Y TAMBORES DE TRABAJO.-

Fig.2.6.- Disposición de fuerzas.-

De acuerdo al gráfico de fuerzas de polea libre se tiene que:

Fu= FS1- FS2 y eF F

S

S

2

1

Donde:FS1= Fuerza máxima en el cable N.FS2= Fuerza mínima en el cable N.Fu= Fuerza resultante N = Angulo de abrazamiento del cable sobre la polea. = Coeficiente de rozamiento

o

4




Siendo1.0

ost Para poleas de acero.

15.0oGG Para poleas de fundición.

Fig.2.7.- Disposición de un tambor de fricción (torno)

En los tambores de fricción el elemento de tracción, el cable metálico, se enrolla de unahasta dos veces alrededor del tambor. La misma disposición tiene el cabrestante, la

diferencia entre ambos que éste último trabaja en posición vertical, mientras que eltambor tiene una disposición horizontal.(Siendo en este caso 2 ).En otros casos se prepara la superficie del tambor realizando gargantas o entalladurasen los mismos, como ser:-Tambor liso o

-Tambor con garganta en V

2

1

1

sen

o donde usualmente el ángulo de garganta

varía entre º45º25 .

-Tambor con garganta semicircular

4

o




CAPITULO 3.RUEDAS Y FRENOS.-

3.- RUEDAS Y RIELES.-

En general las máquinas destinadas al izaje y movimiento de bienes y materiales, comoser los puentes grúas, grúas de pórtico, grúas de cartela, monorrieles y otrassemejantes, se desplazan mediante ruedas metálicas que ruedan sobre rieles o carriles.Estos rieles se apoyan en la estructura de las edificaciones o de las instalacionesindustriales.3.1.- RIELES.-Existen varios tipos, por ejemplo los rieles Vignole para ferrocarriles o el riel Burbach,más achatado y plano que el Vignole, para uso especifico en grúas. Para cargaspequeñas se usan los rieles denominados rieles llanos. Estos son construidos enaceros como ser el ST60, con una dureza interna 300a 341 HB y se encuentrannormalizados en función de su sección bxh (basexaltura). Por ejemplo:

TABLA 3.1. Dimensiones de carriles simples.

Bxh 50x25 50x30 50x40 60x30 60x40 70x50q(kg/m) 9,81 11,8 15,7 14,1 18,8 27,5

Para grandes cargas se utilizan los del tipo perfil, como los del ferrocarril. Tienen unabase o píe ancho y pueden soportar grandes cargas. Ver anexos.

3.2.-RUEDAS.-Se construyen principalmente en fundición de acero, en acero estampado SAE1070,

ASTM A504C o también en fundición gris con grafito.

Normalmente las ruedas vienen con dos pestañas para rodar sobre los carriles conseguridad, pera también se encuentran con una sola pestaña para usos determinadoscomo ser los monorrieles y otros dispositivos suspendidos.El diámetro de la rueda se determina a partir de la carga, el ancho del carril y el materialde la rueda / carril.Se determina a partir de la ecuación:

21 k k b

F D

pzult

r

D= diámetro de la rueda

Fr = Carga por rueda Fr =Frmax para rueda del carro.Fr =1/3(Frmin+2 Frmax)bt= k-2r= ancho útil o efectivo del carril = ancho – 2 veces redondeamiento.pzul= presión admisible entre carril y ruedaTABLA 3.2. Presiones admisibles para diversos materiales de ruedas.

pzul (N/cm2) Material rueda280 GG18430 GS45500 ST50,GGG50,GS52560 GS60,ST60,GGG50

650 GS70,ST70,GGG70




TABLA 3.3. Multiplicador k1 valor en función de la rotación de rueda

k1 N (rpm) min-1 1,08 200,96 400,89 600,83 800,78 1000,73 1200,68 1400,64 1600,59 180

TABLA 3.4. Multiplicador k2 valor en función al tiempo de trabajoK2 % uso en h1,1 201,02 300,98 400,91 500,88 600,85 700,82 800,80 90

0,79 100 3.2.1.-CALCULO DE LA RESISTENCIA AL RODADO.-

Para determinar la potencia de accionamiento del tren de rodado, debe calcularse laresistencia a la rodadura o rodado.

gesgeswges GwF

Fwges= resistencia total a la rodadura Nwges= resistencia unitaria a la rodadura (N/kN por cada rueda)

Para bujes de bronce wges20 N/kN

Para rodamientos wges5 a 6 N/kNGges= ruedas N Fr º =carga total en movimiento kN.Un desarrollo más preciso de la ecuación anterior implica el uso de la siguiente fórmulapara el cálculo de resistencia a la rodadura:

Fw=Fwz+Fwr +Fws+Fwn Donde:

(1) Fwz= rozamiento en la espiga de la rueda(2) Fwr = resistencia de rueda(3) Fws= rozamiento de pestaña = 2% de la carga




(4) Fwn= rozamiento cara lateral buje = 3% de la carga

Fwz =

D

d F r

Donde = coeficiente de rozamiento para bujes =0.07 a 0.1Para rodamientos =0.0015 a 0.003

d= diámetro de espiga o ejeD= diámetro de la rueda

f GF D

F r r wr

2

Fr= carga en la ruedaGr= peso unitario de la ruedaf= Brazo de rodadura (para el St 50 f=0.05 cm)

Fig. 3.1.-Dimensiones características de ruedas metálicas.




Fig. 3.2. Dimensiones de rueda y riel

3.3.- FRENOS Y TRINQUETES.-3.3.1.- FRENOS: A fin de sostener o detener una carga en movimiento han de utilizarsefrenos.Según el tipo de uso los frenos se pueden clasificar como: Frenos de parada, frenos dedescenso y frenos de traslación.

Frenos de parada, son aquellos que deben detener y sostener la carga en vilo,estos absorben solo la energía potencial acumulada. (Ep).

Frenos de descenso, estos sirven para regular la velocidad del descenso de lacarga. Deben absorber algo de energía cinética pero preponderantementeenergía potencial.

Frenos de traslación, sirven para el frenado de la traslación de equipos condesplazamiento horizontal. Deben absorber energía cinética (Ek).La fuerza para el frenado se obtiene mediante pesos, palancas, pedales y paraaumentar la fuerza se utilizan adicionalmente dispositivos neumáticos o neumáticos confluidos a presión.Complementando el freno se utilizan resortes, dispositivos electromagnéticos,electromecánicos, neumáticos e hidráulicos para el recuperación del freno a condicióninicial.El trabajo del freno se basa en el principio de rozamiento por deslizamiento. El trabajode rozamiento, tomando la energía cinética y potencial durante el frenado, se conviertecasi totalmente en calor que debe ser disipado al medio ambiente. De ser posible




obtener frenos con momentos de frenado pequeño (momentos de apertura y cierre)conservando dimensiones favorables del freno.Los frenos con elevado número de revoluciones por minuto deben tener acopladossistemas de ventilación. (Frenos ventilados con aletas ) en el árbol del freno. Los

acoplamientos pueden usarse como tambores de freno.El momento de frenado requerido se puede calcular a partir de un procedimientosimplificado o a partir de un procedimiento exacto.

3.3.2.-PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO.- Para la determinación del momento defrenado simplificado, se usa un procedimiento que requiere conocer el momento dearranque calculado reducido sobre el tambor de freno. Considerando además el gradode eficiencia o rendimiento de los mecanismos y un factor de seguridad. Esto seresume a continuación:

∗

∗ ∗

= Momento de frenado∗= Momento de frenado reducido calculado sobre el tambor de freno.

∗ ∗ 1 = Relación de transmisión del mecanismo = El producto de todos los rendimientos parciales de los mecanismos integrantes.

∗ ∗ …

= Factor de seguridad

Factor de seguridad Tipo de mecanismo1,3…1.5 Para maquinas de elevación manuales2…...3 Para máquinas de elevación con motor 3……4 Para maquinas de elevación con carga muy pesada

1,5 Para dispositivos de traslación y giro 3.3.3.- PROCEDIMIENTO PRECISO: En este caso la determinación del momento defrenado se realiza determinando los momentos de frenado parciales de la carga, de lacarga en movimiento y la inercia de masas giratorias del mecanismo .3.3.3.1.-PARA UN MECANISMO/ DISPOSITIVO DE ELEVACIÓN:El momento de frenado es:

Donde:M momento estático de la carga

F fuerza total del cable en el tambor

D diámetro del tambor

MBr ML MVI MVI=

ML FSges

DT ges

2 i




η rendimiento total del dispositivo i relacion de transmisión M momento retardado de masas con movimiento rectilinio; carga en descanso 10% M

g gravedad 9.81 m/s Δv diferencia de velocidad inicio y final frenado Δn relación tambor inicio y final frenado

t tiempo de frenado

u número de revoluciones posteriores generalmente 5y 8 M momento retardado de las masas giratorias M Θ ∗ β GD4 ∗ g ∗ β

Θ sumatoria de momento de inercia rotatorio de masas sobre la rueda de freno Θ Θ ∗ nn ∗ η

Θ Θi ∗ η

Θ momento de inercia de masas parciales n número de rpm parcial rueda de freno n número de ruedas de freno

i nn

β ángulo de retardo

Δn diferencia rpm de rueda freno

GD GD ∗ nn ∗ η GD momento de arranque parcial

Θ GD4 ∗ g

MVI

FSges

g

v S

tB

DT ges

2 i

MVI

FSges

g

n T

tB

DT

2ges

2 i

tB

2u

nT

=

2 n B

tB




3.3.3.2.- PARA UN DISPOSITIVO TRASLACION:

M momento de retardo lineal de masas masa de carga y carro/puente

M Gg ∆vt D ∗ η2 ∗ i

G carga totalcargapesopropio ∆v diferencia de velocidad de traslacion entre inicio y fin de frenado D diámetro de rueda t tiempo de frenado

t ∆v

a

a retardo frenado valor admitido para el accionamiento de todas las ruedas a 1,3 m/s valor admitido para el accionamiento de mitad de ruedas a 0,7m/s M momento retardado de las masas giratorias M momentoestatico debido al viento M 0

M F. D ∗ η2 ∗ i

F fuerza del viento valor promedio presion del viento500N/m

M F ∗ D ∗ η

2 ∗ i

M momento de frenado sobre la rueda de freno. F oposición total al movimiento

3.3.3.3.- PARA UN DISPOSITIVO DE ROTACION:M M M M M momento retardo de masas en movimiento M momento estatico debido al viento

M F ∗ r ∗ ηi

r distancia del punto de ataque del viento al punto de giro

a) FRENOS DE UNA BALATA O ZAPATAROTACIÓN DERECHA:F F ∗ μ

F ∗

c

Fig. 3.1 GIRO DERECHA

MBr MVI MVII MW MF




ROTACIÓN IZQUIERDA:

F F ∗ μ

F ∗ c

Fig. 3.2 GIRO IZQUIERDA

b) FRENOS DOBLE BALATA

M 0

F ∗ l F ∗ l F ∗ a 0

F Fuerza en la varilla F fuerza del resorte F fuerza normal F F F

F G∗ ∗ a

a

G∗ fuerza total sobre V:

G∗ G G G ∗ aa

G Peso palancas verticales G Peso palancas horizontalesG Carga en el ventilador freno

G G ∗ aa G

G Fuerza parcial de ventilador

G Fuerza del peso de freno

Fig. 3.3. DOBLE ZAPATA.

F F G∗ ∗ aa 1a

M 2 ∗ F ∗ μ ∗ R

M 2 ∗ μ ∗ G ∗ aa ∗ aa ∗ la R




CALCULO:

p Fl ∗ b p

p presión superficial

F fuerza normal l largo balata; l 0,5 ∗ D b ancho balata; l 0,25 ∗ D p presión superficial admisible

Q q ∗ A ∗ ∆ϑ Q calor admisible de frenado

q valor del valor entregado

q 21…38 kJm ∗ h ∗ °K para v 1m/s

q 38v. …38v. kJm ∗ h ∗ °K para v 1m/s

A superficie de enfriamiento

∆ϑ temperaturaº

K; ∆ϑ ϑ ϑ

ϑ temperatura cedida ϑ 200 … 300ºC para frenos de acero secos ϑ 100ºC para superficies bañadas en aceite

DETERMINACION DEL CALOR DE FRENADO DE DESCENSO:

Q G ∗ H ∗ z ∗ η1000 Q Q Calor generado freno de descenso

G Media de la carga de descenso en N




H Media de la altura de descensoz Tiempo de funcionamiento de h-1 η Rendimiento total de instalación

CALOR DE FRENADO DURANTE LA TRASLACION

Q z2 ∗ Gg ∗ v F ∗ v ∗ t ∗ η1000 Q

Q Calor generado freno de traslaciónG Carga total de frenado Ng Fuerza de gravedad 9,81 m/s2 v Velocidad de traslación m/sF Fuerza total de rodadurat Tiempo de frenadoFRENOS DE BANDA:

a) SIMPLES e

F F F

F F ∗

F ∗

F Fuerza para el frenadoF Fuerza periferia del tamborμ Coeficiente rozamiento entrebanda y tambor

α Angulo de abrazamiento bandaFig. 3.4. BANDA SIMPLE

a/l= Relación de palancas = 0.15….0.25




F F Gxa ∗ a

l G Peso palancas del freno

x Distancia al punto de apoyo al punto de giro

Fig. 3.5 FRENO DE BANDA

b) EL FRENO DIFERENCIAL

M 0Entonces F ∗ l F ∗ a F ∗ a 0

F F ∗ a F ∗ al

F Fl ∗ a a ∗ e∗e∗ 1

Fig. 3.6 FRENO DIFERENCIAL

c) FRENO DE SUMAS ∑ M 0 Entonces F ∗ l F ∗ a F ∗ a 0

F al ∗ F F

F al ∗ Fe∗ 1 F ∗ e∗

e∗ 1

F F ∗al ∗

e∗ 1e∗ 1




Fig. 3.7 FRENO DE SUMAS.

c) EL CALCULO:

F b ∗ s ∗ σ

F Tensión máxima en la banda del freno Ancho de banda de freno Espesor de la nada de frenoσ=Tensión admisible de la banda = 6…8 kN/cm2.

La presión en las caras o balatas p ser{a igual a:

p dFdA F ∗ dφ ∗ d φ ∗ b 2FD ∗ b

p 2FD ∗ b p

p Presión en las caras o balatas del freno

D

Diámetro del tambor freno

b Ancho tambor de freno

p Presión admisible entre los materiales de tambor y freno




CAPITULO 4

4.1. EL GRUPO DE ACCIONAMIENTO.-

La instalación general de un grupo de accionamiento, esta conformada por:- Motor ( Eléctricos, hidráulicos, neumáticos y otros)- Acoplamientos elásticos u otros- Reductor o caja de velocidades- Tambor de cable en el caso de mecanismo de elevación- Ruedas en el caso de mecanismo de traslación o giro- Frenos- Dispositivo de fin de carrera

4.2. DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE ACCIONAMIENTO.-

4.2.1. POTENCIA DE ACCIONAMIENTO EN LA ELEVACION.-

ges

H f

v

vGF N

Nv = Potencia de accionamiento en la elevación kW.F = Carga máxima kN.Gf= Peso propio del aparejo kN.vH= Velocidad de elevación m/s

red TR RZ ges

ges= Rendimiento total de la instalación RZ= Rendimiento del arrollamiento del cable TR= Rendimiento del cable sobre el tambor red= Rendimiento del reductorGeneralizando, para la determinación de la potencia tanto para elevación como para latraslación de la carga se usa la siguiente expresión:

ges

BRK f

v

vGGGF N

GK= Peso del carroGBR= Peso del puentePara la elección de velocidades de elevación y traslación se recomienda referirse a latabla siguiente:




Tabla Nº 4.1.-Velocidades recomendadas para equipos de elevación.-

Grupo de trabajo 1Em,1Dm, 1m

Livianos

1Bm, 1Am, 2m

Normales

3m,4m,5m

PesadosVelocidadp/carrop/grua

m/min 16-31.525-63

20-4050-100

25-6363-160

Cargas kN325080100125160200

3205008001000

Velocidad deLevantem/min

6.36.3555543.15

222

161612.512.512.51086.3

42-52-4

31.531.5252525201612.5

854

Levante fino ode precisión

0.3 0.5-0.8-1 1.25

Para determinar la potencia de aceleración debe considerarse la traslación y la rotaciónde masas. La suma de las aceleraciones de masas giratorias y de masas de traslaciónse determina por:

NB = NBI + NBII

Donde:NB= Potencia de aceleración totalNBI = Potencia de traslación de masasNBII = Potencia para masas rotativas




5.-TIPOS DE GRUAS.-

5.1. DISPOSICIONES DE GRUAS.-

De acuerdo a la disposición de la grúa se pueden clasificar en dos grandes grupos: Lasgrúas con viga/carro y las grúas de aguilón. A continuación se muestran esquemas decada grupo:-Grúas con viga y carro:

Grúa de pórtico completo.-

Grúa de medio pórtico.-




Grúa de puente o puente grúa.-

Grúa de puente con monorriel.-

Grúa de cartela.-

-Grúas con aguilón:

Grúa Derrick.-




Grúa móvil giratoriacon aguilón.-

Grúa autotransportada giratoria con aguilón telescópico.-

5.2.- El puente grúa.-

Este tipo de instalación es usado en grúas que trabajan en naves industrialesaprovechando las paredes o columnas laterales. El tipo de construcción o entramadodel puente es determinado estáticamente. Como material de construcción del mismo seutiliza acero St 37 y St 52-3. En la actualidad existen argumentos o métodos paradeterminación de frecuencia de cargas y metales más ligeros para la construcción delos mismos.

5.2.1. Para puente de alma llena.- Se utilizan dos métodos para la determinación de lasección del puente: Por deformación máxima permisible y por el máximo momento deflexión admisible.




a.-Por deformación o la flecha máxima permisible:Se admite una deformación o flecha máxima permisible según la DIN de:

1000

........

500

L L fges

f ges= flecha máxima admisibleL= Luz de la viga.La flecha máxima de la viga horizontal resulta de la deformación producida por la cargay por el peso propio de la viga ver el grafico siguiente.

La deformación debida a la carga es:

22

max 348

la L Ll L I E

F f a

x

RF

f Fmax=flecha máxima debida a la carga

FR= Carga en la rueda.E=módulo de elasticidad para acero =21000 kN/cm2 Ix= momento de inercia de la sección de la vigaL= Luz de la vigala= Batalla entre ejes del carroLa deformación debida al peso propio del puente es:

x

BR

E I E

LG f

384

5 3

max

GBR= peso propio de la vigaf Emax= flecha máxima debida al peso de la viga




Luego la flecha máxima de la viga es la suma de las dos flechas anteriores.

maxmaxmax E V f fF f

b.-Por el momento flector máximo: Por el peso propio de la viga se tiene el siguiente momento flector:

8max

LG M BR

E

Tomando en cuenta la posición del carro, ver el gráfico siguiente, se determina que elmomento flector debido a la carga es:

2

max22

a R

F

l L

L

F M

Siendo el momento flector máximo cuando:

42

al L x

5.2.2.- Para puentes de celosías.-Se ha determinado para celosías de puentes paralelos, trapezoidales y curvos, que laflecha máxima admisible es:

1000.......800

L f ZUL

Viga de puente de celosía paralela.




5.3. APLICACIÓN DE CABLES METÁLICOS EN GRUAS:

Las grúas-cable son una aplicación de carros de grúas montados o que se muevensobre cables metálicos llamados cables portantes, como se muestra en la figura

siguiente:

40........

25

L L fzul

f zul= fecha máxima admisibleL = Luz entre soportes de cable.Estas grúas cable se aplican en situaciones donde la luz entre los extremos del cable esexcesivamente larga. Estas luces son superiores a los 1000 m de largo y las alturas de

elevación mayores a 100 m. Los cables se colocan en torres o en puntos a ciertaaltura.Se utilizan cables metálicos con una resistencia de hasta 1,8 kN/mm2 y son cables enespiral de sección llena.Para el movimiento del carro se utilizan un cable de tracción, como se muestra en lafigura.

El cálculo del cable de tracción y el cable de elevación, se realiza de forma similar enlos capítulos anteriores. El cálculo de la sección del cable se realiza a tracción, tomando




en cuenta factores de seguridad y la deformación máxima permisible del cable (flechamáxima) indicada anteriormente.De acuerdo a la figura siguiente la flecha producida en el cable portante con la cargaubicada a una distancia x será:

H

K

xF

x L xq

L

GF f

cos2

f x=Flecha máxima en el punto x (a por peso propio del cable, b por peso propio de lacarga y carro, c por composición de a y b)F= CargaGK= Peso del carro.L= Luz entre puntos.q= Peso propio del cable.

Ángulo de inclinación del cable.FH= Fuerza horizontal en el cable.

max

2

2

max

1

cos8cos4 f

Lq LGF F K

s

Fsmax= Fuerza de tracción máxima en el cable.

max f = Flecha máxima en el cable.

El carro reconstruye generalmente con entramados ligeros, donde se sitúan las poleasde rodadura (ruedas) y las poleas del aparejo del cable de elevación. El número de laspoleas de rodadura deben determinarse tomando en cuenta que, la relación de la cargaen las ruedas y la tensión en el cable deberá ser menor a 1/50.Las grúas cable tienen algunas ventajas como ser: Grandes distancias entre puntos,carros pequeños y ausencia del peso de un puente. Las desventajas son: Capacidad decarga baja y alta resistencia al desplazamiento del carro.




ANEXOS.-

A.-USO DE CADENAS EN EQUIPOS DE ELEVACION.-

El uso de cadenas en equipos de elevación comparado con los cables metálicos tieneuna significación secundaria o inferior, por las siguientes desventajas:-Solo es posible usarlas con bajas velocidades.-Peso propio elevado o grande.-Sensible a golpe empujón debido a mínima pequeña elasticidad.Por otra parte tiene las siguientes ventajas:-Alta capacidad de carga.-Excelentes características de resistencia a la corrosión y calor.Existen una variedad de tipos de cadenas siendo las principales las cadenas calibradas

y las cadenas de rodillos, siendo las primeras las más usadas como elemento detracción o como estrobos para sujetar cargas.

A.1.- CADENAS CALIBRADAS.-

Fig.1.- Dimensiones de cadenas calibradas.

En la figura se muestran las dimensiones principales de una cadena calibrada. Siendo den diámetro del eslabón, t el paso entre eslabones y b el ancho del eslabón. Lasdimensiones características de estas cadenas calibradas para uso en maquinas deelevación se muestran en las tablas DIN 765, 766 y 5684. Tienen favorablespropiedades de buena movilidad y movimiento, precios bajos y trabaja con pequeñosdiámetros de arrollamiento. Por eso último puede usar tambores y poleas de diámetromenor por lo que momento de carga correspondiente disminuye.

Se permite una velocidad máxima para las cadenas calibradas hasta 1 m/s.La construcción de cadenas consiste en eslabones de acero St 35.13 K soldados alarco y para cadenas de gran tamaño con eslabones fundidos de aceros de fundiciónGS-45 (Grau Stahl).

A.2.-CALCULO DE CADENAS CALIBRADAS.-

Se basa en la tracción tomando en cuenta el valor zzul del material de la cadena. Por

ejemplo:Para cadenas según DIN 765 y DIN 766 (Calidad normal) zzul = 6 kN/cm2.




Para cadenas según DIN 5684 (Alta calidad) zzul = 12.5 kN/cm2.

El diámetro mínimo de eslabón dmin se determina por la ecuación:

zzul

LF d 2

min

zzul

LF d

8.0min

Donde:dmin= Diámetro mínimo del eslabón en cm.FL= Carga en kN.

zzul =Resistencia a la tracción en kN/cm2.

En las cadenas de gran longitud se debe tomar en cuenta el peso propio de la cadena,luego la ecuación será:

zzul

L lgqF d

8.0min

Siendoq=Peso propio lineal de la cadenal= Largo de la cadena

A.3.-Grados de calidad y tipos de cadena según las normas DIN.-

A.3.1. Cadena comercial.-

DIN 5685

No calibrada, no ensayada, cadena de acero redondo con eslabones largos ocortos.Observación: No es indicada para aplicar en maquinas de elevación ni parasujetar cargas fijas.Cadena comercial DIN 5685 eslabón corto.Cadena comercial DIN 5685 eslabón largo.

A.3.2. Cadena no calibrada

Es una denominación utilizada en la industria para cadenas de acero redondo contolerancias superiores que en las cadenas calibradas.

EN 818-2Cadena de acero redondo no calibrada y ensayada; grado 8.Cadena grado 8: paso t = 3 veces el diámetro d.

DIN 5687-1Cadena de acero redondo no calibrada y ensayada; grado 5.Obs.: principalmente usada en eslingas para la industria, DIN 5688-1.Cadena grado 5: paso t = 3 veces el diámetro d.

DIN 32891 Cadena de acero redondo no calibrada y ensayada; grado 2.

A.3.3. Cadena calibrada.-




Es una denominación utilizada en la industria para cadenas de acero redondo contolerancias inferiores que en cadenas no calibradas, para lograr un buen acoplamientocon la rueda dentada o nuez de tracción.

DIN 762-1 Cadena de acero redondo calibrada y ensayada, para uso en transportecontinuo. Grado 2, paso 5 veces d.

DIN 762-2Cadena de acero redondo calibrada y ensayada, para uso en transportecontinuo. Grado 3, paso 5 veces d.

DIN 764-1

Cadena de acero redondo calibrada y ensayada, para uso en transportecontinuo. Grado 2, paso 3,5 veces d.Observación: Notar que estas cadenas no son indicadas para su uso comocadenas de elevación o en eslingas de cadena.Cadena grado 2: paso t=3,5 veces diámetro d. Tolerancia clase A.Cadena grado 2: paso t=3,5 veces diámetro d. Tolerancia clase B.

DIN 764-2

Cadena de acero redondo calibrada y ensayada, para uso en transportecontinuo. Grado 3, paso 3,5 veces d.Observación: Notar que estas cadenas no son indicadas para su uso como

cadenas de elevación o en eslingas de cadena.Cadena grado 3: paso t=3,5 veces diámetro d. Tolerancia clase A.Cadena grado 3: paso t=3,5 veces diámetro d. Tolerancia clase B.

DIN 5684-1Cadena de acero redondo calibrada y ensayada, ideal para uso o aplicacionesen máquinas de elevación; grado 5.



Las cadenas calibradas se dividen en clases, que se corresponden con las propiedadesmecánicas del producto acabado y no simplemente con la resistencia del material. Cada

clase se identifica con una letra para las cadenas calibradas o con una cifra para lascadenas no calibradas. La letra o la cifra indica la tensión o resistencia media a la cargade rotura mínima, tal como se muestra en la tabla siguiente:

Clase Tensión media a la carga de roturamínima especificada N/mm2 Cadena calibrada Cadena no calibrada

M 4 400P 5 500S 6 630T 8 800V 10 1.000

Las cadenas de calidad son aquellas cadenas de acero redondo que han sidoverificadas y que cumplen con los requisitos de normas respectivas (Ej:DIN).




Tabla A.1.- Dimensiones de cadenas calibradas para elevación DIN 766.-

Diámetro d en mm 4 5 6 7 8 10 13 16 18 20 Ancho eslabón b enmm

14 17 20 23 26 34 44 54 60 67

Paso t en mm 16 18,5 18,5 22 24 28 36 45 50 56

Fuerza en la nuez enkN

1,5 2,5 3,5 4,5 6,3 10 16 25 31,5 40

Peso lineal en kg/m 0,32 0,50 0,75 1,0 1,35 2,25 3,8 5,8 7,3 9,0

Tabla A.2.- Dimensiones de cadenas calibradas para elevación DIN 5684.-

Diámetro d en mm 5 6 7 8 9 11 13 14 16 18 Ancho eslabón b enmm

16,9 20,2 23,6 27 30,4 37,4 44,2 47,6 54,4 63

Paso t en mm 15 18 21 24 27 31 36 41 45 50

Fuerza en la nuez

en kN

5 7,5 10 12,5 16 25 33 40 50 63

Peso lineal en kg/m 0,50 0,78 1,05 1,40 1,80 2,75 3,85 4,4 5,8 7,4

A.4.- La mecánica de la transmisión de cadena.-

Para la marcha uniforme de la cadena sobre un piñón de cadena, los eslabones decadena se mueven sobre una curva. La velocidad media de la cadena será:

60

nt zvm

Con ayuda del gráfico A.- la ecuación anterior se puede escribir como:

zsendon zvm º180

60

Siendo:vm= Velocidad media de la cadena en m/sn = rpm del piñón o nuez.z = número de dientes del piñón o nuez en m .Do= diámetro primitivo de piñón o nuez en m.

A.4.1.- Rodillos y piñones para cadenas calibradas.-

Los rodillos guía para cadenas calibradas se clasifican en rodillos con pestaña o rodillos

sin pestaña, ver figura A.- El diámetro del rodillos se puede obtener de la relación:d D R 20

DondeDR= Diámetro de rodillos guía.d= Diámetro de cadena.Para dimensionar el piñón de cadena calibrada o nuez se usan:




mm Ds

bb

d a

d c

bb

R

i

a

1001,0

1,1

3

2,1

45,1

1

Para la nuez de cadena se considera as y z=4 a 7 dientes.Luego el diámetro del piñón de cadena o nuez será:

22

º90cos

º90

z

d

zsen

t D R

Si z es mayor o igual a 6 y el diámetro del eslabón de cadena menor o igual a 16 se

puede usar la ecuación aproximada:

zsen

t D R º90

Donde:DR= Diámetro de piñón o nuez.t= Paso.d= Diámetro de eslabón de cadena.z= Número de dientes de piñón o nuez.

Fig. 2.-Esquema de dimensiones de rueda de cadena o nuez.-




B.- ELEMENTOS DE IZAJE:

B1.- ESLINGAS Y ESTROBOS.-

Una eslinga es un elemento intermedio que permite enganchar una carga a un ganchopara izado o para tracción.

Existen varios tipos de eslingas: De cable de acero, de cadena o de fibra textil algodón,poliéster o una tejido combinada de ambas. Los de cable de acero son más conocidoscomo estrobos. Cuando un estrobo de uno o más brazos se utiliza en forma no verticalsino inclinada, debe tomarse en cuenta el incremento de fuerza en el ramal debido a lafuerza de compresión. Esta fuerza se mide con el ángulo horizontal definido por L/H(longitud entre altura).

Las fuerzas que se producen en las eslingas se muestran en la siguiente figura:

2cos2

2

G

sen

GF S

Fs= Tensión en el cable en kN.G = Carga en kN.

Ángulo de ramales opuestos. Ángulo horizontal.

B2.-CLASES Y TIPOS DE ESLINGAS Y ESTROBOS.-




B2.1.-ESTROBOS.-

Longitud de estrobos.-

Estrobos o pulpos de 2 y 4 ramales.-

B2.2.-ESLINGAS DE CADENAS

Eslingas de cadenas de 1 ramal y pulpos de 2 y 4 ramales.-

B2.3.-ESLINGAS DE FIBRA TEXTIL.-

Eslinga con ojales planos Eslinga sin fin




Las eslingas de fibra textil pueden ser de algodón, poliéster u otro material sintético ouna mezcla de ambos materiales por ejemplo 50% de algodón y 50% de poliéster. Laseslingas de fibra textil ofrecen muchas ventajas en su uso como ser:

-No estropea, daña o raya la superficie de las cargas.-Son muy ligeras y flexibles, fáciles de manejar y se ajustan a la carga.- Son seguras y mantienen la carga sin deslizarse, las fibras de aguante interioresestán cubiertas y protegidas por las fibras exteriores. Todas las eslingas tienen buenosfactores de seguridad de hasta 5.-Tienen una vida útil más larga con respecto a las cuerdas de cáñamo, puesno sepudren, no se enmohecen y son resistentes a todo tipo de bacteria, a muchos químicosy tiene resistencia excelente a la abrasión.-Son económicas y proporcionan una larga vida de servicio.Las desventajas son:-Es sensible a la temperatura, no es recomendable su uso en temperaturas arriba de

100º C.-Si la eslinga de fibra es expuesta en forma continua a la luz ultravioleta se veráafectada su capacidad de carga.Las eslingas se pueden disponer de varias maneras, como se muestra en la figurasiguiente:

Disposiciones de uso de eslingas tipo faja.-

B.3.- POLEAS PARA CABLES METÁLICOS.-

Dimensiones de las poleas para cables.-




BIBLIOGRAFIA:

-FÖRDERTECHNIK 1 HebezeugeKrane: Bauteile und Anlage. Dpl.-Ing- Hans JürgenZebisch Editorial Vogel-VerlagWürzburg.-TRASPORTI MECCANICI VittorioZignoli Editorial UlricoHoepli Milano.-APARATOS DE ELEVACION Y TRANSPORTE HellmutHernst Editorial Blume.Madrid.




UNIVERSIDAD TECNICA DE ORUROFACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA

TECNICAS DE TRANSPORTE 2.

TRANSPORTE CONTINUO.

TEXTO BASE PARA LA MATERIA:MAQUINAS DE ELEVACION Y TRANSPORTE MEC 3340

PARTE Nº 2.

DOCENTE: ING. CARLOS ROBERTO ENRIQUEZ AVILES

ACTUALIZADO A MARZO DEL 2014.

ORURO-BOLIVIA

mec 3340 transporte discontinuo

Documents