INTERINSPECT S.A. MEMORIA DE CLCULO DE EQUIPOS DE IZAJE

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Equipo(s): Gra tipo puente de 3TN

Cdigo: SIZ-C050-010

Ubicacin: Lote 1AB JIBARITO LORETO

Fecha de inspeccin: 17 de Octubre de 2014

Empresa ejecutante: INTERINSPECT S.A.

Cliente: PLUSPETROL

Modelado y anlisis de equipos de izaje

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Tabla de contenido

1 OBJETIVOS ...................................................................................................................................................... 3 2 RESUMEN DE HALLAZGOS ............................................................................................................................... 3 3 CONSIDERACIONES GENERALES ...................................................................................................................... 4 4 CARACTERSTICAS TCNICAS DEL EQUIPO ...................................................................................................... 4

5.1 VIGA PRINCIPAL ............................................................................................................................................ 5 5.2 VIGA CARRILERA............................................................................................................................................ 6

6 CONCLUSIONES ............................................................................................................................................... 7 7 RECOMENDACIONES ....................................................................................................................................... 7 ANEXOS.............................................................................................................................................................. 8

ANEXO A COMPROBACIN POR ELEMENTOS FINITOS ................................................................................................ 9

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1 Objetivos El presente informe tcnico tiene por finalidad explicar los criterios adoptados en el

modelamiento y anlisis estructural de la gra tipo caballete, con cdigo SIZ-C050-010,

utilizada en el Lote 1AB de Jibarito. De esta forma podemos brindar la confiabilidad operativa

de los elementos evaluados.

Para el desarrollo de este informe se realiz un anlisis por elementos finitos (FEA) mediante

el uso de software especializado.

2 Resumen de hallazgos

Descripcin

Esfuerzo

calculado

(MPa)

Esfuerzo

permisible

(MPa)

Condicin

Esfuerzo normal mximo en Viga Principal.

(sec. 5.1.4) 87.2 167 CUMPLE

Esfuerzo cortante mximo en Viga Principal.

(sec. 5.1.4) 5.1 96 CUMPLE

Esfuerzo normal mximo en Viga Carrilera.

(sec. 5.2.4) 52.9 167 CUMPLE

Esfuerzo cortante mximo en Viga Carrilera.

(sec. 5.2.4) 5.3 96 CUMPLE

Los esfuerzos en la gra cumplen para sus condiciones de trabajo a 3 TN.

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3 Consideraciones generales 3.1 Materiales

Al no tener informacin sobre el material de los equipos se tom en consideracin que el total

de la estructura tiene como material el acero ASTM A36.

3.2 Uniones soldadas

Las uniones soldadas no fueron analizadas en este informe. Se consideran las piezas soldadas

como una sola (eficiencia de unin soldada igual a 1).

3.3 Pernos y tornillos

No se consideraron los pernos de anclaje, ni los pernos de unin entre perfiles. Para un modelo

simplificado, se consider reemplazar dichas uniones por uniones fijas o empotradas.

3.4 Nivel de detalle

Las vigas y soportes fueron modeladas en su totalidad.

Piezas pequeas y complejas que no comprometan drsticamente la resistencia de la estructura

(ruedas, ejes, transmisin, etc.) no fueron consideradas.

El mecanismo de desplazamiento de la gra no fue modelado ni analizado.

3.5 Unidades

Todas las unidades estn en el sistema internacional, a menos que se especifique lo contrario.

3.6 Otros

Este anlisis no toma en consideracin las posibles fallas presentes en el equipo (agrietamiento,

desgaste, etc.) ni los posibles daos por mala operacin. No se incluye un estudio de fatiga

4 Caractersticas tcnicas del equipo 4.1 Datos del equipo

Equipo SIZ-C050-010

a. Capacidad: SL = 3000 kg

b. Luz L = 5.93 m

c. Clasificacin = A (CMAA)

d. Peso carro + polipasto Wcp = 100 kg

e. Peso de la viga principal Wvp = 287 kg

f. Temperatura mxima = 40 C

g. Uso del puente = INDOOR

4.2 Caractersticas del material del equipo

a. Material ASTM A36

b. Elasticidad E = 200 GPa

c. Lmite de fluencia = 250 N/mm2

d. Lmite de ruptura = 400 N/mm2

e. Lmite de proporcionalidad = 189 N/mm2

f. Traccin = 167 N/mm2*

g. Compresin = 167 N/mm2*

h. Cizalle = 96 N/mm2*

*Datos obtenidos segn FEM 1.001 3era edicin

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5 Clculo estructural

5.1 Viga principal

5.1.1 Dimensiones generales

5.1.1.1 Dimensiones de la seccin

Perfil W (No normalizado)

Peralte 305 mm

Ancho ala 125 mm

Espesor ala 10 mm

Espesor alma 13 mm

5.1.1.2 Propiedades de la seccin

rea 6205 mm2

Densidad lineal (w) 48.399 kg/m

C. de gravedad (yc) 152.5 mm

M. de inercia (Iz) 79.49e+06 mm4

5.1.2 Anlisis de cargas

5.1.2.1 Clculo de tensiones

Para el clculo de las tensiones consideraremos el carro en la mitad de la viga principal.

5.1.2.2 Fuerzas cortantes

Fuerza cortante mxima por peso propio: 1 = 1407.76 Fuerza cortante mxima por carga mvil: 2 = 15205.5 Fuerza cortante mxima total: = 1 + 2

= .

5.1.2.3 Momentos flectores

Momento flector mximo por peso propio: 1 = 2087 Momento flector mximo por carga mvil: 2 = 43373 Momento flector mximo total: = 1 + 2

=

5.1.3 Clculo de deformaciones

Deformacin mxima por peso propio: 1 = 0.0000 Deformacin mxima por media carga mvil: 2 = 0.0004 Deformacin mxima total: = 1 + 2 2

= .

5.1.4 Clculo de esfuerzos

Esfuerzo normal mximo:

=max.

= . *

*El cual es menor a 167 (indicado en la seccin 4.2).

Esfuerzo cortante mximo:

max =max.

.

= . *

*El cual es menor a 96 (indicado en la seccin 4.2).

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5.2 Viga carrilera

5.2.1 Dimensiones generales

5.2.1.1 Dimensiones en la seccin de la viga inferior

Perfil W (No normalizado)

Peralte 305 mm

Ancho ala 125 mm

Espesor ala 13 mm

Espesor alma 11 mm

5.2.1.2 Propiedades de la seccin

rea 6319 mm2

Densidad lineal (w) 49.29 kg/m

C. de gravedad (yc) 152.5 mm

M. de inercia (Iz) 89.23e+06 mm4

5.2.2 Anlisis de cargas

5.2.2.1 Clculo de tensiones

Para el clculo de las tensiones consideraremos:

La viga principal se encuentra entre 2 puntales, justo al medio.

La carga se encuentra a un extremo de la viga principal.

5.2.2.2 Fuerzas cortantes

Fuerza cortante por peso propio: 1 = 1108.46 Fuerza cortante por carga mvil: 2 = 16399.9 Fuerza cortante total: = 1 + 2

= .

5.2.2.3 Momentos flectores

Momento flector por peso propio: 1 = 1270.58 Momento flector por carga mvil: 2 = 26320 Momento flector total: = 1 + 2

= .

5.2.3 Clculo de deformaciones

Deformacin por peso propio: 1 = 0.0002 Deformacin por media carga mvil: 2 = 0.0016 Deformacin total: = 1 + 2 2 = .

5.2.4 Clculo de esfuerzos

Esfuerzo normal mximo:

=max.

= . *

*El cual es menor a 167 (indicado en la seccin 4.2).

Esfuerzo cortante mximo:

max =max.

.

= . *

*El cual es menor a 96 (indicado en la seccin 4.2).

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6 Conclusiones

a. El mnimo factor de seguridad es 2.4 y ocurre en la unin de la viga principal con el carro mvil

(ver A.2 y A.3). Este factor se encuentra dentro de los rangos permitidos.

b. El clculo por resistencia de materiales arroja un esfuerzo de 87.2 MPa en la viga principal, y

52.9 MPa en la viga carrilera. Ambos se encuentran dentro de los lmites permisibles segn el

manual de clculo FEM 1.001 (3era edicin).

7 Recomendaciones

a. Se debe realizar un estudio de fatiga, que conlleva a un anlisis con datos histricos reales.

b. Se debe reforzar el carro mvil para reducir el esfuerzo en el centro y evitar un fallo por

fatiga.

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ANEXOS

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Anexo A Comprobacin por elementos finitos

A.1 Factor de seguridad Carga crtica en carro mvil

Se observa un factor de seguridad mnimo bastante aceptable de 2.4, ubicado en la unin del carro mvil

y la viga principal como se muestra en los siguientes detalles.

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A.2 Factor de seguridad Carga crtica en carro mvil Detalle 1

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A.3 Factor de seguridad Carga crtica en carro mvil Detalle 2

El factor de seguridad mnimo se encuentra en la unin entre el carro mvil y la viga principal.