Monografia Puente Grua Lachi

“Servicio nacional de adiestramiento en trabajo industrial”

AÑO DEL CENTENARIO DE MACHU PICCHU

Proyecto:

Puente grúa birrail 40tn

Alumno / ID:

Adrian La Chira Márquez – 276874

Especialidad:

Diseño de maquinas

Profesor:

Rubén Araujo Almeyda

Lima – Perú

2011

“Año del centenario de machu picchu”

1 Puente grúa birrail 40Tn

DEDICATORIA

Este trabajo va dedicado a todas las personas que me han apoyado a lo largo

de estos años , contribuyendo en mi desarrollo como persona y como

profesional, principalmente a mi familia que me enseñaron lo que es tener

valores y que me guiaron en el camino de lo que es correcto, a mis profesores

que son los que aportaron conocimientos sobre distintos temas a fin de formar

un gran profesional y a mis compañeros con los que compartimos gratos

momentos de compañerismo durante todo este tiempo que duro mi carrera.

GRACIAS A TODOS…


Introducción

Los puente grúas son aparatos destinados al transporte de materiales y cargas en desplazamientos verticales y horizontales en el interior y exterior de industrias o depósitos. Generalmente consta de una o dos vigas móviles sobre carriles, apoyadas en columnas, consolas, a lo largo de dos paredes opuestas de un edificio rectangular. El bastidor del puente grúa consta de dos vigas transversales en dirección a la luz de la nave (vigas principales) y de uno o dos pares de vigas laterales (testeros), longitudinales en dirección a la nave y que sirven de sujeción a las primeras y en donde van las ruedas. Se consideran tres partes diferenciadas:

El puente: se desplaza a lo largo de la nave.

El carro: se desplaza sobre el puente y recorre el ancho de la nave.

El gancho: va sujeto del carro mediante el cable principal, realizando los movimientos de subida y bajada de las cargas.


OBJETIVO

El objetivo es seleccionar un elemento de izaje que soporte como máximo 40tn para un taller destinado a la fabricación de maquinaria industrial.

Este elemento será el encargado de facilitar el desplazamiento a lo largo de la fábrica logrando optimizar el trabajo y reduciendo el tiempo de fabricación ya que logra mover gran cantidad de peso para su posterior ensamble.


CONCEPTO DE GRUA La grúa es una herramienta de la industria de la construcción, también utilizada para la elevación y transporte de carga que, instalado sobre vías elevadas permite a través de su elemento de elevación (polipasto) y de su carro, cubrir toda la superficie rectangular entre la que se encuentra instalado.

Fundamentos de los puentes grúa A nivel industrial se utiliza ampliamente el puente grúa, el cual es un equipo que ofrece levantar y trasladar cualquier material o equipo con gran facilidad. Es un tipo de aparato de elevación compuesto por una viga, simple o doble, biapoyada sobre dos carriles elevados (viga carrilera) colocadas sobre unos postes (columna), dispuestos sobre una estructura resistente. El movimiento longitudinal se lleva a cabo mediante la translación de la viga principal o puente a través de los carriles elevados. En la práctica totalidad de los casos, la rodadura es por ruedas metálicas colocadas sobre guías también metálicas. El movimiento transversal se realiza mediante el desplazamiento de un polipasto o carro sobre uno o dos carriles dispuestos sobre la viga principal. El movimiento vertical se ejecuta a través del mecanismo de elevación: polipasto o carro.


Características y tipos de puentes grúa ya existentes Los puente grúa son aparatos destinados al transporte de materiales y cargas en rangos de 1-500 TN. Por medio de desplazamientos verticales y horizontales en el interior y exterior de industrias y almacenes. Consta de una o dos vigas móviles sobre vigas carrileras, apoyada en columnas, a lo largo de dos paredes opuestas al edificio rectangular.

MOVIMIENTOS DE UN PUENTE GRÚA: Los tres movimientos que realiza un puente grúa son: Elevación – descenso. La carga es subida o bajada por efecto del motor que sujeta al gancho con la ayuda de un cable principal. Orientación del carro. Traslado del carro a lo largo del puente. Traslación del puente. En dirección longitudinal de la nave. Este se realiza por medio de los testeros.


TIPOS DE GRUA Puente grúa monorraíl. El puente grúa monorraíl está constituido por una viga y es una solución eficaz para mover cargas cuando resulta necesario aprovechar toda la altura disponible del local y el edificio no es extremadamente ancho. Los puentes grúa de este tipo disponen de doble velocidad en todos los movimientos (elevación, traslación del carro y traslación del puente) y están equipados con polipastos.

Puente grúa birriel. Consta de doble viga donde se apoya el carro que sustenta el polipasto. Este modelo permite alcanzar la máxima altura del gancho. Es ideal para cargas elevadas o naves con luz media o grande. La capacidad total de carga puede alcanzar 500 TN.


Puente grúa pórtico. Puede monorriel o birriel y se diferencia de las anteriores por que la o las vigas están conectadas fijas al pórtico y el mismo pórtico el que se traslada a lo largo de la instalación, esto se puede observar en la figura 03 mostrada a continuación.

Grúas semipórtico. Es una estructura que desde un lado tiene una perspectiva de puente grúa y desde el otro es un puente monorriel o birriel. En uno de los lados consiste en una serie de columnas fijas u por el otro en columnas móviles que va fija a la viga de carga. La función de la columna móvil es la de desplazarse a la misma altura de la carga a través de un riel que se encuentra sujeto al suelo.


GRUA PLUMAS

La pluma es muy eficaz cuando se desea manipular cargas en zonas más reducidas (hasta 200 m cuadrados). Existen modelos con giro de 180º, 270º y 360º con rotación manual o motorizada. El sistema de fijación es muy diverso: pluma con pie, pluma mural -fijada en la pared o en una columna- o pluma suspendida -fijada en el techo o en una viga.

PARTES DE UN PUENTE GRÚA


CARRO DE IZAGE

Constituye el componente que está sujeto a la viga principal del puente, el cual es utilizado para elevar cargas ubicadas en el suelo por medio de cables de acero, para poder luego deslizarlas transversalmente sobre la viga principal por medio de rieles ubicados sobre esta.

VIGA PRINCIPAL

Es el miembro principal de carga, constituido por perfiles estructurales cargados transversalmente al eje de la viga generando esfuerzos de flexión. En caso de trabajar con cargas bajas se utilizaran puentes grúa con una sola viga, pero si las cargas a elevar son más altas se podrá utilizar grúas puente con dos vigas principales.


CARRO TESTERO

Los carros testeros son los elementos que están ubicados a los extremos de la viga principal, unidos a este por medio de pernos, son los encargados de mover la viga principal del puente.

Las ruedas del testero se deslizan sobre guías que están ubicadas a lo largo de la viga carrilera.

VIGAS CARRILERAS

Parte del puente grúa en el cual se desliza el carro testero, este se apoya sobre unas guías transportando así la carga a lo largo de la fábrica o almacén.


COLUMNA

Es el encargado de soportar todo el peso del conjunto esta distribuido a lo largo de todo el trayecto de la viga carrilera.

MANDOS DE PUENTE GRÚA.

Son utilizados para el manejo del puente. Están constituidos por una serie de botones los cuales permiten el traslado adecuado de la carga ya sea horizontal o verticalmente y los movimientos de los carros del puente. Los mandos lo puede realizar una persona desde el piso o desde la cabina de control si es que el puente lo tiene.


Las distintas empresas en busca de soluciones a pedido del cliente ofrecen variantes en el montaje de la viga principal, en base al modelo de la nave o estructura en la cual este conjunto va a ser montado.


MEDIDAS A CONSIDERAR PARA EL DISEÑO

LUZ: 20 m.

ALTURA: 15 m.

PESO: 40Tn.

TIPO: birrail

Utilizando estos datos usaremos los catálogos de la empresa DEMAG para obtener las medidas que nos ayudaran a dibujar nuestro puente grúa.

Pero para poder seleccionar adecuadamente es necesario comprender las denominaciones utilizadas por la empresa.

En este caso estamos buscando un puente grúa birrail para 40Tn, según DEMAG el modelo indicado para nuestros requerimientos es el ZKKE.


-Cálculo de la viga principal

-Para hallar la longitud L1 utilizamos la siguiente fórmula:

(R1 = 11329 kg. Y R2 = 10952 kg.):

(

)

(

)

( )

-Hallamos la flecha máxima:

L=20000 mm = 2000 cm

-Hallando las Reacciones RA y RB usando momentos en los puntos:

∑

11329 x 9668,2 + 10952 (9668,2 + 1350) – RB 20000 = 0


∑

-10952 8981,8 - 11329 (8981,8 + 1350) + RA 20000 = 0

Hallando el Momento Flector Máximo:

MfRA = 0

MfR1 = RA L1 = 10770, 88 cm = 10413424, 86 kg cm.

MfR2 = RA (L1+L2) –R1 L2= 10770, 88 ( +135)- 135

MfR2 = 10338067, 86 kg cm

MfR2 = 0

-Hallando los Esfuerzos Cortantes:


-Esfuerzos Contantes:

QA = RA = + 10770, 88 kg.

QR1 = RA – R1 = 10770, 88 – = -558,12 kg.

QR2 = RA – R1 – R2 = 10770, 88 – – = -11510,12 kg.

QR2 = RB = kg.

Usando el Mfmáx. Hallamos el Momento Resistente (Rx), dividiéndolo con la tensión

admisible (1200 kg/cm2) (Calculo de selección por Resistencia.)

Con este dato en pulgadas cubicas nos dirigimos al steel construction y buscamos un perfil

en I que nos ayude a definir las medidas aproximadas de nuestra viga


Tomamos un momento Resistente superior, para tomar como datos las dimensiones del

Perfil.


Calculando la fmax. Con el Momento de Inercia:

( )

( )

( )

( )

------ > Cumple

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