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"Diseño de un elevador de carga de una tonelada"

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by

Javier Rodriguez

on 5 October 2014

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Transcript of "Diseño de un elevador de carga de una tonelada"

MANUALES
"Diseño de un elevador de carga fijo de una tonelada"
DISEÑO CONCEPTUAL
GENERACÍON DE ALTERNATIVAS
DISEÑO DETALLADO
Componentes, partes, mecanismos estructurales
Elevadores fijos guiados electromecánicos contrapesados.
CONTROL Y OPERACIÓN
ANÁLISIS
PROYECTO
Evaluar la situación actual de la empresa y de los elevadores de carga
Establecer los parámetros de diseño requeridos
Evaluar alternativas de diseño para elevadores de carga
Elaborar el diseño detallado del elevador de carga
Realizar un análisis por elementos finitos del elevador propuesto
Desarrollar manuales de operación, mantenimiento, instalación y seguridad
Elaborar planos del elevador de carga y de sus componentes
Evaluar el impacto ambiental del proyecto
Elaborar la evaluación financiera del proyecto
.

ANÁLISIS AMBIENTAL
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
ANÁLISIS FINANCIERO
CONCLUSIONES
Y RECOMENDACIONES
EMPRESA
Logística de almacenamiento en bodega.
EQUIPOS EXISTENTES
Transporte vertical para uso personal o industrial
BIBLIOGRAFÍA
Nixon Javier Rodríguez Molano
Julian Mauricio Rodríguez Ortega

¿Por qué?
Proyecto de expansión y optimización de espacio .
Estantería
Entrepisos
Picking
Cerramientos
Cálculos y selección de componentes
ST6
BASTIDOR
CONTRAPESO
PIEZA DE FIJACIÓN
GUIAS
ELEVADOR ELECTROMECÁNICO DE CORRIENTE CONTINUA
ELEVADOR ELECTROMECÁNICO DE CORRIENTE ALTERNA
Motor trifásico de jaula de ardilla con variador de frecuencia bastidor guiado por perfilaría.
Elevado por cables y contrapesado
Moto reductor acoplado al motor
Polea tractora y de desviación
Sistema de frenado por medio de freno electromecánico

ELEVADOR ELECTROMECÁNICO DE IMANES PERMANENTES
Motor gearless de imanes permanentes
Bastidor Guiado por 2 columnas
Guías en perfilaría
Elevado por cables
Contrapeso guiado
No requiere diseño de polea de tracción
Sistema de frenado

SELECCIÓN DE ALTERNATIVA
Geometría Bastidor.
Cálculo de esfuerzos cortante y flector.

Cálculo de soldadura.
Cálculo de esfuerzo cortante y
de aplastamiento.

Liviana
Facil montaje
Angulo y malla eslabonada
Contrapeso
Bastidor
Pieza de fijación
Cabina
Cálculo de esfuerzos.
Coeficiente de compensación de 45%
Qc =Qb+ Ccψx Qu + (HxMe)/⁄4
Estructura soporte
Resistir el esfuerzo que genera un empuje horizontal debido a posibles cargas excéntricas, sin deformarse ni romperse.
Flecha máxima de 3mm.

Guías
Estructura soporte
Calculo de esfuerzo a las vigas criticas.
Calculo de columnas mediante el método del LRFD
Soldadura a tope.
El concreto debe tener un resistencia entre 3000 y 5000 psi
Sistema de tracción


Motor.
Carga no equilibrada por el contrapeso.
Velocidad lineal.
Rozamiento y condiciones que opongan resistencia al movimiento del elevador que se consideran en una eficiencia del sistema el rango de eficiencias se encuentra entre el 45% y el 60%.
velocidad lineal del elevador 0.3 m/s o 18 m/ min








Motor mínimo de 4.4 HP.
Polea de tracción de 315mm de diámetro mínimo.
3 cables que soporten 3333 Kg cada uno.

Selección de grupo Tractor.

Motoreductor de doble reducción sin fin Corona.
Motor eléctrico de 7,5 HP 220/440 v trifásico.
Polea de tracción de 560mm de Diámetro para cables de 9 mm.
Freno electromecánico de zapata alimentado por 110v corriente continua.
3 Cables antigiratorios de 9mm de diámetro.
Polea de desvio de 200mm.



Cuenta con todas las protecciones eléctricas y mecanismos de
seguridad.
Calculo manual: 50Mpa
Simulación: 51,7MPa
MATRIZ DE MET
Desplazamiento máximo : 1mm Factor de seguridad : 5
Calculo manual: 52 MPa
Simulación: 47.5Mpa
Factor de seguridad : 5.07 Flecha maxima : 1 mm
Calculo manual: 30MPa
Simulación: 47 Mpa
Factor de seguridad: 5.5 Desplazamiento máximo: 0.8mm
Calculo manual: 18 MPa
Simulación: 26MPa
Factor de seguridad: 10
$ 30’260.000
Esfuerzo máximo: 57 MPa
Factor de seguridad : 4.8
Desplazamiento máximo= 2.8 mm
En el análisis estructural se analizaron los elementos críticos y se comparo el resultado de la simulación con los cálculos manuales para verificar que cada uno de estos resista los esfuerzos a los que están sometidos
ZONA DE INFLUENCIA
REQUISITOS DE LA EMPRESA
Este elevador es para uso exclusivo de materia prima y material terminado, como tornillería, soportes, perfileria menor y herrajes.
El elevador soporta una carga de 1000 kg.
Al momento de ser instalado debe evitarse desarrollar trabajo Civil, modificar los cimientos o parte civil de la empresa.
Las medidas del bastidor, y la cabina son aproximadas a 1.5 m de ancho, 1 m de alto en la cabina abierta y 1 m de profundidad.
El diseño debe permitir la implementación de sistemas de seguridad que velen por el bienestar de los empleados, maquinaria y producto de la empresa
En la medida de lo posible la cabina debe ser abierta y guiada de la manera más segura.

MALACATE ELÉCTRICO
CONCLUSIONES

Se obtuvo el diseño de un sistema seguro, funcional y que cumple con los requerimientos planteados, sin embargo si se quiere un sistema más económico y sencillo se tiene que estar dispuesto a tener un elevador de menor velocidad y carga.

Se evaluó la situación actual de la empresa, definiendo los productos y servicios que esta ofrece y relacionándolo con la oportunidad de incluir mecanismos de transporte vertical, encontrando una afinidad entre este tipo de servicios, lo que hace al proyecto viable y compatible, comparándolo con elevadores que en promedio tienen un precio de $ 42’712.500 en el mercado, el elevador de carga de $ 30’260.000 es totalmente competente obteniendo un buen índice de ganancia.

La alternativa del elevador electromecánico contrapesado con reductor y poleas, es la mejor opción ya que según lo evaluado se pudo determinar que es un sistema versátil, de fácil adquisición en el mercado, que cuenta con un montaje sencillo y practico.

Se verificó mediante el análisis por elementos finitos los cálculos realizados teóricamente comparando los resultados arrojados por el software con los obtenidos mediante fórmulas y análisis matemáticos, de esta manera se encontró que los resultados son similares, y respaldan el diseño elaborado.

El análisis ambiental determinó que el elevador de carga, no tiene un impacto ambiental negativo significativo, ya que no posee emisiones contaminantes y los materiales y consumibles utilizados para la instalación, montaje y mantenimiento del elevador son puestos a disposición para su previo reciclaje.



PUENTE GRÚA
ELEVADORES DE TIJERA
RECOMENDACIONES

Cuando la altura que recorre el elevador es mayor de 10 metros se recomienda usar resistencias de frenado para que no se presente ninguna falla en el variador de frecuencia

Si se desea un elevador de menos capacidad hasta 600kg de carga se recomienda el sistema de tambor de enrollamiento con velocidades muy bajas de 3 m/min. A 5m/min

En caso de querer que el elevador efectué paradas automatizadas, para tener un control desde cada punto se hace necesario un rele programable o un PLC que trabaje en simultáneo con el variador de velocidad.


PLATAFORMAS HIDRÁULICAS
MANUAL DE MANTENIMIENTO

MANUAL DE OPERACIÓN
1000
KG
Antes de poner en funcionamiento el elevador se deben seguir una serie de pasos ordenados y respetar normas de uso del elevador, estos pasos, recomendaciones y normas están escritos en el manual de operación.

RECOMENDACIONES E INFORMACIÓN CLAVE:
asegurarse que no halla ningún objeto obstruyendo el recorrido del elevador.
Que la carga no supere los 1000Kg y este lo más centrada posible.
La reja debe estar bien cerrada
revisar que no hallan olores extraños ni derrames de líquidos en el sistema de tracción
Que los sistemas de seguridad como finales de carrera y botones de paro de emergencia estén conectados.
asegurarse que no quede parte de la carga o elementos por fuera de la cabina


Se realizo el manual de instalación con el fin de asegurar el buen desarrollo del proyecto en el momento de su construcción. En este manual se encuentran instrucciones generales de construcción, de instalación, maquinaria requerida, y cuidados generales de seguridad.

Cortes estructurales en tronzadora o cualquier otro equipo que garantice un buen acabado del material.
Biselar previamente los perfiles, para garantizar que las soldaduras a tope
Ensayo no destructivo de tintas penetrantes en piezas especiales.
Alineación para evitar fallo en los rodamientos debido a esfuerzos adicionales en los acoples del sistema de traccion.
Para el montaje de piezas, se debe disponer de equipos que ayuden al levantamiento de partes y perfiles pesados y de gran tamaño, puente grúas, o malacates, para evitar lesiones lumbares en los operarios, el montaje del elevador de carga se realiza con un grupo significativo de trabajo, para terminar el montaje en un lapso de 8 a 15 días.
Todos los trabajos de montaje, soldadura e instalación eléctrica debe ser ejecuta por personal previamente capacitado y calificado para cada una de las labores destinadas.

Variador de frecuencia siemens Midimaster de 10Hp.
Facilmente programable para esta aplicación
Entrada para control de freno electromecánico de 110v.
permite la configuracion de parametros como el cambio de giro, fijacion de freciencias, tiempo de frenado entre otras.

ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA
$ 38’500.000
$ 44’800.000
$ 40’250.000
$ 47’300.000
2161 Kg * $ 4000 = $ 8’644.000
MANUAL DE INSTALACIÓN
702Kg
UPN120
Lamina de Alfajor
Regulación de la tensión de corriente continua rectificada.
Contactores independientes que corten la llegada de energía al motor.
Bastidor guiado por perfileria.
Elevado por cables y contrapesado
Moto reductor acoplado al motor
Polea
Regulador de velocidad.
Limitador de velocidad
Sistema de frenado

IVA = $ 30'260.000 x 116% = $ 35'101.600
Promedio = $ 42'712.500
$ 42'712.500 - $ 35'101.600 = $ 7.610.900
21,6 %
Deformación: 0,00412 mm
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