50658891 Proyecto de Grua

7/29/2019 50658891 Proyecto de Grua

1/22

1

Instituto Politcnico Nacional.Escuela Superior de Ingeniera Mecnica y Elctrica.

Unidad Azcapotzalco.

Estructuras.

Alumnos:

FLORES CONDE ARACELI.

9MM2

Prof.: Ing. Viveros Bretn Sergio.

Gra monopuente con

capacidad de 5 Ton.

Clculo y seleccin de perfiles.

Lunes, 29 de Noviembre de 2010.


2/22

2

CAPTULO III. MEMORIA DECLCULO.

En la siguiente memoria de clculo, se presentan los clculos necesarios para disear un carro

testero, explicando paso a paso cada clculo, as como tambin el diseo de los engranes,

rodamientos y ejes.

Las caractersticas del polipasto se obtienen de HOWIIE

(http://www.polipastoshyundaimexico.com/polipasto-electrico.html). La tabla se encuentra en el

Anexo.

3. DISEO DELA GRA VIAJERA BIPUENTE.

Datos de Diseo:

Se toma en cuenta los datos de diseo de la gra, los cuales ya estn establecidos , como son la

carga que soportara la gra, el peso del polipasto, el claro, izaje, longitud de la nave.

Datos del material de diseo.Por norma Se Utiliza Acero:A-36(Norma CMAA,Seccin 70-3Diseo estructural,Apartado3.1).

2

2

Y

m02540

p1

lb22

kg1

p

lb

18000

PSI180003600050

S50

!

!!

!

.

lg

.lg

)(.

.

W

W

W

2

22

2

cm

kg181268

cm100

m1

m

kg5512681843

m

kg5512681843

.

.

.

!

!

!

W

W

W


3/22

3

Clculo de Viga sin considerar Peso propio de la viga.

Se calcula la viga sin considerar su propio peso, solo se considera izajeW y .polipastoW , as podremos saber

que perfil es el adecuado para nuestro puente.

m5Claro

Ton5Wizaje

!

! .

izajepolipastoTotal

polipasto

WWW

kg662W

!

!

.

.

mkg566222831M

hbM

c rva.labajoreaM

kg28312

kg5662R

R2kg5662

WRR

A

A

TotalBA

!!

!

!

!!

!

!

*

*


4/22

4

Calculando y Seleccionando Mdulo de Seccin.

3cm46446

181268

1005662S .

.

)(!!

Con el Mdulo de Seccin calculado se selecciona el tipo de Perfil del Libro: Manual de

construccin en Acero, Volumen 1, cuarta edicin, 2009, Pgina 60-61

Se selecciona este tipo de perfil, debido a que es el ms idneo de acuerdo al Mdulo de seccincalculado para el diseo.

3cm Por orma se utiliza u a vi a monopuente, de ido a que la carga utilizada carga generada es

menos de 20 toneladas.

5662 k

2831 k

-2831 k

-2831 k

2831 k


5/22

5

Calculando el peso total y considerando peso propio de la viga de acuerdo a los datos del tipo deperfil:

Obtenido el perfil, se vuelve a recalcular la viga, para saber si es la correcta o se tendrque buscar una nueva, para que el equipo sea funcional.

Viga por peso propio

En este caso se considera la viga con el peso de esta, para poder as definir se la correcta o se tiene que

proponer otra, y volver a recalcular.

kg58421805662P

kg180m4mkg45W

W

VIGA

VIGA

!!

!!

!

))(/(

TWP

kg29212

kg5842

P2kg5842

PRR

A

BA

!!

!

!

? A ? A

mkg5752

2kg28312

2kg2831kg2921

!

! )(*)(*)(

3cm56453S

cm100mkg5752S

S

2cm

kg181268

.

))(/(

.

!

!

!W


6/22

6

El modulo de seccin del perfil seleccionado (S=531 cm3), es demasiado pequeo con respecto al

calculado (S= 453.56cm3). Se quedara as para poder realizar el clculo de la viga puente, si

realizando el clculo con la viga puente riel, el modulo de seccin sigue siendo mayor al

establecido se propondr otro.

5752

2831

2831-2921

2921


7/22

7

wT

El proceso de clculo de M2. Se lleva a cabo a travs de la ecuacin anterior. Parala obtencin de la Carga se usa la siguiente ecuacin:

Sustituyendo nos queda: M2

Para la obtencin de las reacciones que se generan se realiza de lasiguiente forma.

5842 kg R1= MMax- MMin / LR1 R

La reaccin R2 es el valor de la ecuacin anterior y queda as:

Para R es:


8/22

8

Y de igual forma se debe obtener el Mdulo de Seccin con el momento mximo.


9/22

9

Con ese mdulo de seccin obtenemos un perfil IR 10x19 con un modulo de seccin S=308 cm3 que tambin obtenemos del Manual de Construccin en Acero (pg. 60 y 61).

Pero igual que en el caso anterior hay que efectuar el clculo de esta viga por propiopeso.

As como en la pasada viga se forma la misma ecuacin de momentos solo que concambio en la carga.


10/22


11/22

11

Se obtiene nuevamente las reas para el Momento mximo.

h= 2331.719- 2294.75 = 36.25L


12/22

12

AMax= MMax = 22.65 + 2868.08 = 2891.08Y de igual manera se calcula el modulo de seccin y se compara con el elegido y si

es menor, se dice que el perfil es el adecuado y esta bien seleccionado.

Dado que el Mdulo de seccin del perfil anteriormente seleccionado IR 10x19 esde Sxx=308 cm y es mayor al que obtuvimos en el calculo anterior esto nos dice que el

perfil es el correcto.


13/22

13

CLCULO DE LOSSOPORTES COLUMNA.

Para la realizacin de este clculo se toma como referencia una de las vigas seleccionadas

antes para tener una homogeneidad de perfiles y as no tener que conseguir perfiles diferentes

para cada parte de esta gra.

Para esto tomamos los datos del perfil de la estructura el cual se encuentran en el manual

de construccin en acero. Se toman los datos necesarios para el clculo de los soportes, el material

es un A-36 con un Sy = 36 ksi = 2536.36 kg/cm2, E= 30 x10

6Psi = E= 2.1 x10

6kg / cm

2. Nuestra

condicin es que la columna pueda soporta 3931.562 kg.

Datos:

tf= 13.0 mm

bf= 148 mm

d=266 mm

tw= 7.6 mm+-Ixx=7076 cm4

Iyy= 695 cm4

Para poder empezar necesitamos saber cul ser la altura

requerida y darle 1 m ms, y de ah proseguimos a obtener el rea

total del perfil, para esto el perfil se divide en tres geometras

conocidas y nos quedan de la siguiente manera:

13.0 mmmm

148 mm

290.6 mm

7.6


14/22

14

El siguiente paso es encontrar la relacin de esbeltez siendo el factor k= 0.8, es porque conla tornillera se considera que es articulado.

Al realizar la comparacin entre la relacin de esbeltez (SR) y la constante de columna (Cc)

nos queda que: SR>Cc esto nos dice que se considera como columna larga, para poder proseguir

con el clculo.

El factor de seguridad se considera con un valor de 3 por la ecuacin de Euler para un

sistema mecnico.

Pa >Preq.

Al obtener este resultado nos damos cuanta que el perfil seleccionado es el adecuado ya

que el resultado obtenido es mucho mayor al requerido por lo tanto es correcto usar el mismo

perfil IR 12x26 como soporte columna para sostener la gra.


15/22

15

TORNILLERIA

Para la correcta sujecin de la estructura utilizaremos tornillera de material ASTM A-490

con un esfuerzo cortante de = 22000 Psi, junto con una placa de sujecin de acero A-36 Sy= 36000

Psi, Su= 58000 Psi.

Se propone un dimetro de tornillos para la realizacin de l calculo D=3/8 plg.

FALLA PO CORTE:

FALLA PO APLASTAMIENTO:

t=1/2 plg.

FALLA POR TENSION:

Con este sistema la tornillera va estar sometida principalmente a aplastamiento al realizar

el calculo de aplastamiento nos da la fuerza requerida para que nuestro sistema no falle.

Como queda comprobado en el clculo nuestro esfuerzo es menor al obtenido y de esta

manera queda resuelto el problema de la sujecin:

La forma de sujecin es de la siguiente manera:

Las columnas van soldadas a la placa de sujecin y encima de estas van las otras vigas que

sostendrn la viga en la cual va estar el polipasto.

La viga del polipasto va ir atornillado de igual forma que las anteriores.


16/22

16


17/22

17

Anexos:

1.- Tipo HL Monorriel Altura Reducida 1 Velocidad

1 - 5 Toneladas


18/22

18


19/22

19

Anlisis en ANSYS.

Desplazamiento en vectores.

Vista frontal


20/22

20

Vista lateral derecha.

Vista trasera.

Rotacin del vector.


21/22

21

Vista frontal.


22/22

Vista lateral derecha.

Vista trasera.

Documents

50658891 Proyecto de Grua