DISEÑO DE UN SISTEMA MECÁNICO PARA LA OPTIMIZACIÓN DE LAS ZONAS DE PARQUEO DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE

JULIAN ORLANDO CASAS SALCEDO JHONATHAN PATIÑO GALEANO

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA Y MECÁNICA PROGRAMA INGENIERÍA MECÁNICA

SANTIAGO DE CALI 2017

DISEÑO DE UN SISTEMA MECÁNICO PARA LA OPTIMIZACIÓN DE LAS ZONAS DE PARQUEO DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE

JULIAN ORLANDO CASAS SALCEDO 2086858

JHONATHAN PATIÑO GALEANO 2086024

Proyecto de grado para optar al título de Ingeniero Mecánico

Director EMERSON ESCOBAR NUÑEZ

Ingeniero Mecánico

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA Y MECÁNICA PROGRAMA INGENIERÍA MECÁNICA

SANTIAGO DE CALI 2017

3

Nota de aceptación:

Aprobado por el Comité de Grado en cumplimiento de los requisitos exigidos por la Universidad Autónoma de Occidente para optar al título de Ingeniero Mecánico Ediguer Enrique Franco Jurado

Faber Correa Ballesteros Jurado

Santiago de Cali, 27 de noviembre de 2017

4

CONTENIDO

pág.

GLOSARIO 12

RESUMEN 14

INTRODUCCIÓN 15

1. ANTECEDENTES 16

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 20

3. JUSTIFICACIÓN 23

4. OBJETIVOS 24

4.1 OBJETIVO GENERAL 24

4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 24

5. MARCO TEORICO 25

5.1 MAQUINAS Y TRANSMISIÓN DE ENERGIA 25

5.2 MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA 26

5.3 MECANISMOS MECANICOS 27

5.3.1 Piñón-Cremallera 27

5.3.2 Reductores y motorreductores 28

5.4 MECANISMOS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS 30

5.4.1 Motores eléctricos 30

5.4.2 Sensores 30

5

5.5 CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE PLC 31

5.6 INSTALACIONES HIDRAULICAS 32

5.6.1 Bombas hidráulicas 33

5.6.2 Motores hidráulicos 33

5.6.3 Cilindros hidráulicos 34

5.6.4 Actuadores rotativos 35

5.7 PARQUEADERO ROBOTIZADO 36

6. DIAGNÓSTICO DE LA CAPACIDAD Y DÉFICIT ACTUAL DEL PARQUEADERO DE ESTUDIANTES DE LA UAO 37

7. DISEÑO Y DESARROLLO DEL SISTEMA DE PARQUEADERO 41

7.1 DISEÑO CONCEPTUAL 41

7.1.1 Propuesta de diseño 41

7.2 DISEÑO DE DETALLE 42

7.2.1 Caracterización de los vehículos 42

7.2.2 Operación de la plataforma de parqueo rotativa 44

7.2.3 Dimensionamiento del sistema de elevación 45

7.2.4 Dimensionamiento sistema de giro a 90 grados 55

7.2.5 Dimensionamiento de sistema de traslación 61

7.2.6 Dimensionamiento de la unidad de potencia hidráulica 69

7.2.7 Desarrollo sistema eléctrico 74

7.2.8 Desarrollo del sistema de control 76

7.2.9 Mantenimiento de la plataforma 79

8. ANALISIS DE COSTOS 83

6

8.1 COSTOS DE SISTEMA HIDRAULICO 83

8.2 COSTOS DEL SISTEMA ELECTRICO Y DE CONTROL 84

8.3 COSTOS DE LA ESTRUCTURA 84

8.4 COSTOS DE LOS ACCESORIOS 85

8.5 COSTOS DE MANO DE OBRA 85

9. CONCLUSIONES 87

10. RECOMENDACIONES 89

BIBLIOGRAFÍA 90

ANEXOS 92

7

LISTA DE FIGURAS

pág.

Figura 1. Diseño de parqueadero rotativo 16

Figura 2. Diseño parqueadero elevador sistemático 17

Figura 3. Modelos de diseño para parqueo de una bahía 18

Figura 4. Mapa campus universidad Autónoma de Occidente 21

Figura 5. Clasificación de los mecanismos de transmisión de potencia 27

Figura 6. Mecanismo de piñón-cremallera 28

Figura 7. Motorreductor de ejes perpendiculares 29

Figura 8. Motores eléctricos 30

Figura 9. Motor hidráulico de paletas 34

Figura 10. Cilindro hidráulico de simple efecto 35

Figura 11. Actuadores rotatorios 36

Figura 12. Propuesta de Plataforma de parqueo rotativo 41

Figura 13. Sistema de elevación diferencial vástago retraído 46

Figura 14. Sistema de elevación diferencial vástago extendido 47

Figura 15. Modelos de cadenas de izaje SKF 48

Figura 16. Diseño de sujetador para cadena de izaje 49

Figura 17. Excentricidades del vástago frontal y lateral 52

Figura 18. Apoyos del sistema de elevación 55

Figura 19. Sistema de giro con Plataforma 56

Figura 20. Acople de engranaje a conjunto guía y plataforma 57

Figura 21. Mecanismo piñón-cremallera 58

8

Figura 22. Sistema de traslación de la estructura en el eje Z 62

Figura 23. Distribución de cargas en las ruedas 63

Figura 24. Diagrama de cuerpo libre de una rueda 63

Figura 25. Esfuerzo de contacto plano 65

Figura 26. Curvas de desempeño de motor eléctrico de 3,7 kW 70

Figura 27. Válvula 4/3 centro tándem 71

Figura 28. Configuración hidráulica de las válvulas y actuadores 72

Figura 29. Características de la unidad de potencia hidráulica 73

Figura 30. Esquema hidráulico 79

Figura 31. Ficha técnica de la plataforma 80

Figura 32. Puntos de revisión para el mantenimiento 81

9

LISTA DE TABLAS

pág.

Tabla 1. Características de formas de transmisión de energía 25

Tabla 2. Capacidad parqueaderos vs promedio de uso diario – vehículos 40

Tabla 3. Características de vehículos más vendidos en Colombia 2016 43

Tabla 4. Dimensiones de las zonas de parqueo superior e inferior 43

Tabla 5. Ciclo de operación de la plataforma de parqueo rotativa. 44

Tabla 6. Análisis del sujetador de la cadena 49

Tabla 7. Valores de entrada para la selección del cilindro 50

Tabla 8. Características del cilindro hidráulico de ascenso 51

Tabla 9. Diseño de una columna con carga excéntrica 53

Tabla 10. Parámetros iniciales Piñón-cremallera 58

Tabla 11. Características del piñón 59

Tabla 12. Características Cremallera 59

Tabla 13. Parámetros iniciales para la selección del cilindro hidráulico de giro 60

Tabla 14. Características del cilindro de giro 61

Tabla 15. Características técnicas del motor hidráulico – reductor helicoidal 64

Tabla 16. Diseño del eje de las ruedas 69

Tabla 17. Volumen de los dispositivos hidráulicos 73

Tabla 18. Características del motor eléctrico 74

Tabla 19. Identificación de las señales de control 78

Tabla 20. Lista de chequeo mantenimiento preventivo 82

10

Tabla 21. Costos del sistema hidráulico 83

Tabla 22. Sistema eléctrico y de control 84

Tabla 23. Costos de la estructura 85

Tabla 24. Costos de accesorios 85

Tabla 25. Costos de mano de obra 86

11

LISTA DE ANEXOS

pág.

ANEXO A. Catálogo de selección de cilindros RDH Parker 92

ANEXO B. Ficha técnica de la cadena de izaje de SKF 95

ANEXO C. Ficha técnica de rodamiento axial base columna SKF 96

ANEXO D. Ficha técnica del rodamiento de pivote de la columna 97

ANEXO E. Catálogo de cilindro hidráulico 2H Parker 98

ANEXO F. Ficha técnica de motores hidráulicos Parker 102

ANEXO G. Ficha técnica de reductores ACORN 105

ANEXO H. Catálogo de motor eléctrico WEG 107

ANEXO I. Catálogo del riel ASCE 85AS 109

ANEXO J. Catálogo de válvulas D1VW de Parker 111

ANEXO K. Planos estructurales 112

ANEXO L . Plano de diagrama hidráulico 124

ANEXO M. Plano de unidad hidráulica 125

ANEXO N. Planos Eléctricos y de Control 126

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GLOSARIO

AMPERAJE: cantidad de corriente o flujo de electrones que circulan por un conductor por unidad de tiempo.

CAUDAL HIDRÁULICO: cantidad de fluido que circula a través de una sección de un ducto por unidad de tiempo.

DESPLAZAMIENTO VOLUMÉTRICO: cantidad de fluido de salida de una bomba por revolución.

ELECTROMECÁNICA: técnica que trata de las aplicaciones de la electricidad en sistemas mecánicos.

ESFUERZOS MECÁNICOS: conjunto de tensiones internas desarrollados al interior de un cuerpo deformable como resultado de cargas externas.

FACTOR DE SEGURIDAD: Es el cociente entre la carga o esfuerzo permisible y la carga o esfuerzo de trabajo, siendo este último generado por las cargas externas.

FUERZA DE FRICCIÓN: la resistencia al movimiento o deslizamiento que se presenta entre superficies en contacto y/o en movimiento relativo.

IMPEDANCIA: resistencia aparente de un circuito dotado de capacidad y autoinducción al flujo de una corriente eléctrica alterna, equivalente a la resistencia efectiva cuando la corriente es continua.

INVERSORES: su función es cambiar un voltaje de entrada de corriente continua a un voltaje simétrico de salida de corriente alterna, con la magnitud y frecuencia deseada por el usuario o el diseñador.

MOTORES DE INDUCCIÓN: son un tipo de motor de corriente alterna en el que la corriente eléctrica del rotor necesaria para producir torsión es inducida por inducción electromagnética en la bobina del estator.

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PRESIÓN HIDRÁULICA: magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual actúa.

ROTOR SIN BOBINAR (JAULA ARDILLA): un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna. En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula.

SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA: conjunto de elementos que tienen como objetivo llevar a los diferentes elementos de una máquina la potencia y el movimiento producido por un elemento motriz (motor), de manera que la máquina pueda funcionar y cumplir la finalidad para la que fue construida.

SISTEMA MECÁNICO: son aquellos sistemas constituidos fundamentalmente por componentes, dispositivos o elementos que tienen como función específica transformar o transmitir el movimiento desde las fuentes que lo generan, al transformar distintos tipos de energía. Se caracterizan por presentar elementos o piezas sólidos, con el objeto de realizar movimientos por acción o efecto de una fuerza.

SISTEMA MOTRIZ: recibe la energía de entrada, la cual será transformada o transmitida.

SISTEMA RECEPTOR: realiza el trabajo con la salida que le proporciona el sistema transmisor, y es el objetivo del sistema mecánico.

TRANSDUCTOR: dispositivo que convierte o transforma una señal física en una señal de tipo eléctrico proporcional a la magnitud de la señal recibida

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RESUMEN

El siguiente documento presenta el proceso de diseño y propuesta final de un sistema mecánico e hidráulico para duplicar la capacidad de los parqueaderos de los estudiantes y visitantes de la Universidad Autónoma de Occidente, pero con posibilidad de replicarse en otros parqueaderos, tanto públicos como privados, que cuenten con las dimensiones necesarias.

Primero se llevó a cabo un proceso de investigación que determinó que la mejor forma, y posiblemente la única, de optimizar y duplicar el espacio de parqueo actual es haciendo aprovechamiento del espacio vertical.

Posteriormente, se hizo un análisis de las dimensiones y pesos que el sistema debe soportar para así determinar los requerimientos de operación del sistema. Con base a estos requerimientos se seleccionaron los elementos que componen el sistema y se determinó qué mecanismos eran los indicados en cuanto a resistencia mecánica de los elementos críticos, tiempos de operación y costos.

El diseño también fue pensado teniendo en cuenta todos los factores involucrados en el sistema, es decir, que se pudiera elevar el segundo vehículo sin afectar el vehículo previamente estacionado en la parte inferior de la estructura.

Se realizó un modelo en 3D usando el software Solidworks, el cual permitió analizar en detalle los aspectos dimensionales de cada pieza y su interacción con otras. También se logró simular los diferentes movimientos para ejecutar los ciclos de parqueo.

Adicionalmente, utilizando la herramienta de simulación de Festo FluidSIM para sistemas hidráulicos y eléctricos, se logró desarrollar y verificar los diagramas hidráulicos y de control para los ciclos de parqueo planteados para la operación del sistema.

Palabras clave: Ingeniería mecánica. Diseño mecánico. Sistema hidráulico. Sistema eléctrico y control. Optimización. Parqueadero. Vehículo.

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INTRODUCCIÓN

Actualmente, la ciudad de Cali está presentando problemas de movilización y de parqueo debido al incremento de vehículos en la ciudad y a los escasos planes de ordenamiento territorial que se están ejecutando para mitigar esta problemática.

Según los informes del sector automotor de FENALCO y ANDI1 se obtienen las cifras de los vehículos nuevos matriculados en la ciudad de Cali y se determina que mensualmente un promedio de 2100 vehículos está entrando en circulación.

Esta situación está afectando a diferentes establecimientos públicos y privados de la ciudad, como lo son centros comerciales y universidades. Estas últimas, al no contar con la infraestructura necesaria para albergar la totalidad de los vehículos correspondientes no solo a estudiantes, sino también al personal docente, empleados y visitantes; han generado diferentes alternativas para apaciguar la problemática.

Entre las alternativas están el pico y placa2, donde carros con placas terminadas en los números correspondientes a ese día no pueden ingresar al parqueadero. El cobro del parqueadero3, incentivar el uso de bicicletas y promover compartir el carro por medio de redes sociales4 entre otras.

De lo anterior, nace la oportunidad de apoyar a las universidades y a sus usuarios por medio de un sistema mecánico que permita duplicar la capacidad de parqueo por bahía, valiéndose de las nuevas tecnologías.

1 Informe automotor [en línea]. Bogotá D.C.: Fenalco, 2016 [consultado 13 de Noviembre de 2016]. Disponible en Internet: http://www.fenalco.com.co/informeautomotor

2 Como funcionaran los parqueaderos de la u. [En línea]. Santiago de Cali: Pontificia Universidad Javeriana de Cali, 2016 [Consultado 04 de Diciembre de 2016]. Disponible en Internet: https://www.javerianacali.edu.co/noticias/conoce-como-funcionaran-los-parqueaderos-de-la-u

3 Pago de parqueadero en universidades de Cali. [En línea]. Santiago de Cali: El Tiempo, 2016 [Consultado 23 de Noviembre de 2016]. Disponible en Internet: https://www.eltiempo.com/colombia/cali/pago-de-parqueadero-en-universidades-de-cali/14985218

4 Pico y placa y cobro de parqueo en universidades del sur de Cali [En línea]. Santiago de Cali: El Pais, 2016 [Consultado 23 de Noviembre de 2016]. Disponible en Internet: https://www.elpais.com.co/elpais/cali/noticias/pico-y-placa-y-cobro-parqueo-dos-universidades-cali

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1. ANTECEDENTES

El aumento de vehículos particulares es una problemática a nivel mundial, de modo que los problemas de movilización y de parqueo no hacen referencia a Cali y al país. Algunos de los países más afectados Estados Unidos, Japón, España, Suecia y Holanda; han venido trabajando en el desarrollo de alternativas que permitan optimizar el espacio en los parqueaderos. Este problema se puede abarcar desde diferentes ramas como la arquitectura, donde se ha comenzado a analizar la forma de organizar las bahías dentro de los lotes (diagonal, horizontal, circular), hasta la ingeniería mecánica y civil.

Fueron encontradas dos patentes de sistemas mecánicos para parqueo como la del inventor Dal Young Park (Figura 1), la cual propone un sistema mecánico de parqueadero rotativo que alberga automóviles en forma vertical. La estructura es metálica y los vehículos van subiendo de nivel liberando considerablemente el área de uso de suelo y garantizando un gran número de vehículos estacionados de forma vertical. El sistema funciona por medio de canastas, en donde el usuario ingresa el vehículo y el sistema lo ubica de manera automática.

Figura 1. Diseño de parqueadero rotativo

Fuente: DONGYANG PC, Inc. Smart Parking. [imagen]. Korea. 2015. [Consultado: octubre 13 de 2016]. Disponible en Internet: http://www.dysmart.com/eng/html/product_01.html

17

Esta tecnología se encuentra patentada con número de publicación US3057487 A y fue presentada en el año 20045, siendo así una tecnología relativamente nueva. La compañía DYPC Parking brinda este novedoso invento como una posible solución al problema de parqueo de vehículos en ciudades que no cuentan con áreas horizontales suficientes para la construcción de parqueaderos.

Además de esta tecnología encontramos el sistema de parqueo propuesto por Christopher Alan (Figura 2), la cual tiene número de patente US8632290 B2 y fue otorgada en enero de 20146. La compañía Auto Parkit, creada por el inventor nombrado, usa esta tecnología como solución de parqueadero en diferentes configuraciones. La tecnología se basa en un sistema elevador de vehículos, el cual ubica de manera sistemática los automotores usando una plataforma que se mueve vertical y horizontalmente, la cual es guiada por medio de sensores los cuales le brindan la información al sistema de donde puede ubicar el vehículo en la mejor posición para el usuario.

Figura 2. Diseño parqueadero elevador sistemático

Fuente: LAWLESS, Dasher. Autoparkit. [imagen]. Estados Unidos. 2016. [Consultado: octubre 7 de 2016]. Disponible en Internet: http://autoparkit.com/portfolio-view/new-york-times/

5 PARK, D. Y. Vertical rotary parking system. Estados Unidos. Clasificación 414/251. Numero de Patente US 20040156699 A1. 12 de agosto 2004.

6 ALAN, C. Automated parking system. Estados Unidos. Clasificación 414/234, 414/253, 414/231. Numero de Patente US 8632290 B2. 21 de enero 2014.

18

Las alternativas de solución al problema de los parqueaderos anteriormente descritas son diseños de sistemas mecánicos complejos que están patentados y restringen su utilización, sin embargo a pesar de la poca información disponible se encontraron algunos bosquejos que pueden servir de guía para la propuesta de diseño mecánico del sistema de parqueo para una bahía. Figura 3.

Figura 3. Modelos de diseño para parqueo de una bahía

Fuente: Turbosquid. [imagen]. Estados Unidos. 2015. [Consultado: octubre 10 de 2016]. Disponible en Internet https://www.turbosquid.com/3d-models/3d-post-parking-car-lift-model/965004

En la investigación encontramos diferentes tipos de sistemas de parqueaderos; sin embargo, hay que tener en cuenta que para la realización de una alternativa de solución como las anteriormente nombradas, se tendrán que consultar las normas internacionales y requisitos legales vigentes establecidos en el país.

La ciudad de Bogotá en Colombia, está regida por el Decreto 0444 de 19847, el cual indica los requisitos de orden procedimental, arquitectónico, funcional y paisajístico del desarrollo de un proyecto del orden de un parqueadero.

7 COLOMBIA. DEPARTAMENTO ADMINISTRATIVO DE PLANEACIÓN DISTRITAL. Decreto 0444 De 1984. (Marzo 27). Por el cual se reglamenta la prestación del servicio de parqueaderos públicos, y se modifican unas disposiciones al respecto. [En línea]. Bogotá. Informe Plan Ciudad. 1984. [Consultado 28 de septiembre de 2016]. Disponible en Internet: http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=1868

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Esta investigación concluye que existen muchas alternativas de solución al problema planteado, en donde la innovación hace parte de los diferentes tipos de sistemas usados en el mundo para estacionar vehículos, por tal motivo se debe buscar una opción viable al problema presentado en la Universidad Autónoma de Occidente – Valle del Lili.

20

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La Universidad Autónoma de Occidente (UAO) es una entidad educativa que a través de los años se ha acreditado como unas de las mejores universidades del suroccidente colombiano, lo cual se demuestra con el incremento del número de inscripciones y de estudiantes matriculados a través de cada semestre. Las instalaciones para pregrado y postgrado de la universidad se encuentran ubicadas al sur de la ciudad de Cali en el sector de Valle del Lili. El área total del centro educativo es de 111816 m² de los cuales se usan aproximadamente 22111 m² para el parqueadero de vehículos automotores de estudiantes y empleados de la institución8. Actualmente las zonas de parqueadero se distribuyen de la siguiente manera:

Parqueadero Norte

• Ubicación: Portería 2

• Capacidad carros: 69 bahías

• Área aproximada: 1740 m²

Parqueadero Sur

• Ubicación: Portería 4

• Capacidad carros: 118 bahías

• Área aproximada: 3585 m²

Parqueadero Estudiantes

• Ubicación: Portería 5

• Capacidad carros: 520 bahías

• Capacidad motos: 100 bahías (empleados) y 377 bahías (estudiantes)

• Área aproximada: 16786 m²

8 UAO en cifras 2017-1 [en línea]. Santiago de Cali: Universidad Autonoma de Occidente, 2017. [consultado 13 de Noviembre de 2016]. Disponible en Internet: http://www.uao.edu.co

21

Según el Departamento de Protección y Control de la universidad en el año 2015 el siguiente número de estudiantes y empleados utilizaron el servicio de parqueadero de la entidad:

• Calcomanías estudiantes vehículos: 2547

• Calcomanías estudiantes motos: 1530

• Calcomanías empleados vehículos: 689

• Calcomanías empleados motos: 200

Con base a estas cifras y al número total de parqueaderos de la universidad, se puede demostrar que el campus sufre actualmente un déficit de capacidad de parqueo.

Figura 4. Mapa campus universidad Autónoma de Occidente

Fuente: Mapa web. [Imagen]. Santiago de Cali. 2016. [Consultado: agosto 9 de 2016]. Disponible en Internet: http://www.uao.edu.co/sites/default/files/mapa_web.pdf

22

De acuerdo a la situación expuesta, el presente trabajo plantea una alternativa de solución al problema de escasez de parqueo de vehículos en la UAO, a través del diseño de un sistema mecánico que permita duplicar la capacidad actual de estacionamiento por bahía, en el parqueadero ubicado en la portería 5 de la Universidad.

23

3. JUSTIFICACIÓN

A pesar de los grandes esfuerzos realizados, no solo por la UAO sino por la mayoría de universidades del sur de Cali como la ICESI y Javeriana de mejorar el servicio de parqueaderos al desincentivar el uso del carro particular por diferentes medios, el problema sigue persistiendo.

El déficit de capacidad que presenta la UAO es considerable. De acuerdo a las cifras mencionadas anteriormente, el número total de parqueaderos es de 1184, mientras que el número total de vehículos que desean usar este servicio es de 4786, por lo que se puede inferir o estimar que cada bahía debe estar en la capacidad de albergar 4 carros al tiempo, o permitir la rotación suficiente de éstos, lo cual es prácticamente imposible de cumplir, primero por el costo de la infraestructura, si se hablara de construir un edificio para que cada bahía pueda albergar la cantidad de automóviles que le corresponde necesaria y segundo debido a que no se le puede limitar el tiempo de acceso a cada usuario del parqueadero.

Por otro lado, la escasez de parqueaderos dentro de la universidad está generando otros problemas para sus estudiantes. La falta de espacios para estacionar genera que los estudiantes tengan que dejar los vehículos en la parte externa de la universidad, donde los vehículos se encuentren expuestos a la inseguridad del sector, dando como resultados saqueos, daños físicos de los automotores, o en el peor de los casos el hurto del automotor; y a los controles viales por parte de la secretaria de tránsito.

El control que existe de las autoridades de transito de la ciudad ocasiona que, si un vehículo se encuentra mal estacionado el propietario del automóvil puede acarrear una multa de transito que oscila entre 2 a 3 salarios mínimos legales Colombianos9.

Todas las situaciones mencionadas dan como resultado que el diseño de un sistema mecánico de parqueo para las zonas actuales en la universidad tenga gran viabilidad de desarrollo y ejecución.

9 Tránsito de Cali realiza operativos al mal parqueo [En Línea]. Santiago de Cali: Alcaldía de Santiago de Cali, 2015 [consultado 12 de abril de 2016] Disponible en Internet: http://www.cali.gov.co/publicaciones/transito_de_cali_realiza_operativos_al_mal_parqueo_pub

24

4. OBJETIVOS

4.1 OBJETIVO GENERAL

Diseñar un sistema mecánico que permita duplicar por bahía la capacidad del parqueadero ubicado en la portería No.5 de la Universidad Autónoma de Occidente.

4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Realizar un diagnóstico de la capacidad y déficit actual del parqueadero de estudiantes de la UAO.

Elaborar un diseño conceptual, básico y detalle del sistema mecánico de parqueo para una bahía en la UAO. Realizar una propuesta económica de la implementación del sistema mecánico de parqueo para una bahía en la UAO.

25

5. MARCO TEORICO

5.1 MAQUINAS Y TRANSMISIÓN DE ENERGIA10

La maquinaria fue inventada para realizar trabajo y rendir un servicio al hombre; muchas veces, sin embargo, cuando se ignora o no se entiende cómo funciona una máquina, esta puede inspirar temor o desconfianza.

Las maquinas mientras realizan su función, interactúan con elementos en su entorno físico que tratan de impedir su trabajo. Por lo tanto, la energía debe transmitirse al objeto que opone resistencia y generalmente se realiza a través de la energía mecánica, eléctrica, neumática e hidráulica.

Tabla 1. Características de formas de transmisión de energía

Hidráulica Neumática Electricidad Mecánica

Fuente de energía (Accionamiento)

Motor eléctrico

Motor de combustión

Acumulador hidráulico

Motor eléctrico

Motor de combustión

Recipiente a presión

Red

Batería

Motor eléctrico

Motor de combustión

Fuerza por peso

Fuerza elástica

Elementos de transmisión de energía

Tuberías y mangueras

Tuberías y mangueras

Cables eléctricos, campo magnético

Piezas mecánicas, palancas, ejes, etc.

Portadores de energía

Líquidos Aire Electrones Cuerpos rígidos y elásticos

10 PARKER HANNIFIN. Hidráulica Industrial. Ciudad de México: Azcapotzalco, 1995. p. 7

26

Tabla 1. continuación

Densidad de fuerza (densidad de potencia)

Grande, altas presiones, grandes fuerzas,

volumen pequeño

Relativamente baja, bajas presiones

Baja, compare peso por unidad de potencia motor eléctrico con motor hidráulico 10:1

Grande, tamaño y distribución del volumen necesario menos conveniente que en la hidráulica

Variación continua (aceleraciones y retardos)

Muy buena, por presión y caudal

Buena, por presión y caudal

Buena a muy buena, mando y regulación eléctricos

Buena

Tipos de movimientos

Movimiento lineal y rotatorio fácilmente

Movimiento lineal y rotatorio fácilmente

Movimientos rotatorios predominantes, movimiento lineal: solenoide

Pequeñas fuerzas

Carreras cortas, eventualmente motor lineal

Movimiento lineal y rotatorio

Fuente: H. Exner, R. F. Hidráulica. Bases y Componentes. 3ra edición. Würzburg: Bosch Rexroth AG. Drive & Control Academy, 2003. p. 18

5.2 MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA

Existen grandes cantidades de mecanismos de transmisión de potencia, cada uno con ciertas ventajas y desventajas, y aunque su objetivo general es el mismo, sus objetivos específicos varían según las características de cada sistema.

27

Los mecanismos de transmisión de potencia se pueden clasificar de acuerdo a la energía que utilizan en mecánicos, eléctricos, neumáticos e hidráulicos y dependiendo del movimiento pueden transformar o transferir el movimiento. Ver figura 5.

Figura 5. Clasificación de los mecanismos de transmisión de potencia

5.3 MECANISMOS MECANICOS

5.3.1 Piñón-Cremallera

Este mecanismo convierte el movimiento circular de un piñón (elemento motriz) en un movimiento lineal (conducido) por parte de la cremallera. Los principios de este mecanismo son utilizados con otras tecnologías como la hidráulica para los actuadores rotativos de pistón y en términos del diseño se usan las especificaciones para engranajes rectos.

28

Figura 6. Mecanismo de piñón-cremallera

Fuente: LOPEZ, Constanza. Piñón-cremallera [Imagen]. Mecanismo de transmisión de potencia [Consultado: 4 de Noviembre de 2016]. Disponible en Internet: http:// http://cojatecnologia.blogspot.com.co/2009/11/pinon-cremallera.html

5.3.2 Reductores y motorreductores

Son dispositivos usados frecuentemente en la industria cuando se requiere reducir la velocidad de giro en una máquina, siendo muy seguros y eficientes. Estos dispositivos tienen varios beneficios, tales como:

Una regularidad perfecta tanto en la velocidad como en la potencia transmitida. Una mayor eficiencia en la transmisión de la potencia suministrada por el motor. Mayor seguridad en la transmisión, reduciendo los costos en el mantenimiento. Menor espacio requerido y mayor rigidez en el montaje. Menor tiempo requerido para su instalación.

29

El sentido de giro y la dirección del reductor es el factor principal para determinar el tipo de motorreductor. Hay tres tipos de diseños: reductores de ejes paralelos, reductor de ejes perpendiculares, y reductores planetarios.

Figura 7. Motorreductor de ejes perpendiculares

Fuente: BONFIGLIOLI. Motorreductor ejes paralelos. [Imagen] [Consultado 4 de noviembre de 2016]. Disponible en Internet: https://www.tecnotrans.bonfiglioli.com/media/filer_public/46/ac/46ac2123-360d-42ef-bdfb-cca7feb94b0b/vf-w-series.png

Para la selección de un reductor se deben tener en cuenta los siguientes parámetros:

𝑷𝟐 = 𝑷𝟏 𝒙 𝒏𝒅 𝑷𝟐 =𝑴𝒓. 𝒏𝟐

𝟗𝟓𝟓𝟎

Donde,

𝑷𝟏: Potencia entrada kW

𝑷𝟐: Potencia salida kW

𝑴𝒓: Par de giro requerido

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𝒏𝟐: Velocidad de salida

5.4 MECANISMOS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS

5.4.1 Motores eléctricos

Un motor eléctrico es un mecanismo que transforma la energía eléctrica en energía mecánica por medio de campos magnéticos. Las partes principales de un motor eléctrico son el estator, rotor, carcasa, base, eje y cojinetes.

Figura 8. Motores eléctricos

Fuente: WEG. Motores eléctricos [Imagen] [Consultado 4 de noviembre de 2016]. Disponible en Internet: Internethttp://www.indusell.com.ar/images/Productos/Motores_electricos/W22/galeria/Motores%20W22.jpg

5.4.2 Sensores

Un sensor es un dispositivo que responde a condiciones físicas o químicas, enviando señales eléctricas que son registradas y medidas por un controlador. Estas señales son de baja magnitud y deben ser amplificadas o filtradas para su tratamiento en los procesos.

Los sensores pueden ser análogos o eléctricos, este último es un transductor que transforma el cambio físico o químico en una señal eléctrica que facilita su medida, ya sea directa o indirecta a través de otro dispositivo (display).

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Los sensores son dispositivos que cuentan con las siguientes características:

Rango de sensibilidad Linealidad Precisión Confiabilidad Costo

Para seleccionar el dispositivo adecuado, se debe tener en cuenta varios factores:

Magnitud a medir

- Margen de medida - Resolución - Exactitud - Estabilidad - Ancho de banda - Tiempo de respuesta - Limites absolutos

Características de salida

- Sensibilidad - Tensión, frecuencia - Forma de señal - Impedancia - Presentación analógica o digital

Características de alimentación

Características ambientales

5.5 CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE PLC

El PLC es un dispositivo electrónico de control que se baja en un programa interno donde el operador define la secuencia de acciones que se realizarán según los requerimientos de un proceso en específico. Esta secuencia de acciones se

32

ejercerá sobre las salidas del dispositivo a partir del estado de sus señales de entrada.

Las entradas y las salidas de un PLC pueden ser analógicas o digitales.

Datos del proceso

- Señales de planta, entradas y salidas - Variables internas - Datos alfanuméricos y constantes

Datos de control

- Instrucciones de usuario - Variables internas - Datos alfanuméricos

El PLC cuenta con componentes principales para su operación como: Unidad central de proceso o control, memoria interna, memoria de programa, interfaces de entrada y salida, y fuente de alimentación.

5.6 INSTALACIONES HIDRAULICAS11

En las instalaciones hidráulicas se transforma la energía mecánica en energía hidráulica. De este modo es transportada, comandada y regulada, para ser transformada nuevamente en energía mecánica.

Para la transformación de energía se emplean bombas, cilindros y motores hidráulicos.

La energía hidráulica y la potencia transmitida, se influencia en su magnitud y sentido mediante presión y caudal por medio de bombas variables, válvulas de mando y válvulas reguladoras.

11 H. Exner, R. F.. Hidráulica. Bases y Componentes. 3ra edición. Würzburg: Bosch Rexroth AG. Drive & Control Academy. 2003. p. 27

33

Para el almacenamiento y el cuidado del fluido hidráulico se requiere una serie de instalaciones suplementarias, como el tanque, filtros, refrigeración, elementos de calefacción y dispositivos de medición y control.

5.6.1 Bombas hidráulicas12

Las bombas hidráulicas deben convertir energía mecánica (par de giro, velocidad de rotación) en energía hidráulica (caudal y presión).

Al seleccionar bombas hidráulicas se deben tener en cuenta los siguientes puntos:

El medio del servicio Rango de presión Velocidad de rotación Rango de temperaturas Rango de viscosidad del aceite Tipo de montaje

Las bombas dependiendo del principio de desplazamiento se pueden encontrar de tipo engranajes, paletas y pistones (axiales y radiales).

5.6.2 Motores hidráulicos13

Al igual que las bombas hidráulicas, existe entre los motores hidráulicos una variedad de principios constructivos. Dado que ninguno puede cumplir óptimamente con todas las exigencias, para cada aplicación debe elegirse el motor más adecuado.

Los motores hidráulicos se pueden dividir en motores de marcha rápida (n=500 hasta 10000 rpm) y marcha lenta (0,5 hasta 1000 rpm)

12 H. Exner, R. F. Hidráulica. Bases y Componentes. 3ra edición. Würzburg: Bosch Rexroth AG. Drive & Control Academy. 2003. p. 51

13 PARKER HANNIFIN. Hidráulica Industrial. Ciudad de México: Azcapotzalco. 1995. p. 285

34

El momento de giro o torsión que puede ser entregado por el motor hidráulico depende de la cilindrada (desplazamiento) y de la diferencia de presión sobre el motor hidráulico). Los motores de marcha lenta son concebidos normalmente para entregar momento elevados.

Figura 9. Motor hidráulico de paletas

Fuente: PARKER HANNIFIN. Motores hidráulicos de paletas [Imagen]. LSHT Motores hidráulicos Parker HY0250. USA: Parker Hannifin Corp. 2016. p 13. [Consultado: noviembre 10 de 2016]. Disponible en Internet: https://www.parker.com

5.6.3 Cilindros hidráulicos

Los cilindros hidráulicos son un equipo insustituible para la transformación de energía hidráulica en energía mecánica. Es, por lo tanto, el elemento de unión entre el circuito hidráulico y la máquina de accionamiento. Tiene la función de realizar movimientos de traslación (lineales), y simultáneamente transmitir fuerzas.

La fuerza máxima posible del cilindro F depende, despreciando la fricción, de la presión de servicio máxima admisible P y de la superficie efectiva A.

De acuerdo a su efecto los cilindros hidráulicos se dividen en cilindros de efecto simple y cilindros de efecto doble14.

14 H. Exner, Op cit. p. 69

35

Figura 10. Cilindro hidráulico de simple efecto

Fuente: PARKER HANNIFIN. Cilindros hidráulicos [Imagen]. Cilindros hidráulicos series 2H/2HD. HY13. USA: Parker Hannifin Corp. 2015. p 25. [Consultado: noviembre 11 de 2016]. Disponible en Internet: https://www.parker.com

5.6.4 Actuadores rotativos

Los actuadores rotativos, independientemente de la forma y del tipo de construcción, realizan un movimiento oscilante de accionamiento sobre un extremo de un eje. El ángulo de este movimiento es limitado por topes fijos o ajustables y, por ende, el campo de aplicación se encuentra limitado.

La construcción compacta y robusta y la posibilidad de transmitir grandes pares de giro los hacen especialmente adecuados para el uso en condiciones exigentes de servicio.

Existen varios modelos de manera similar al principio de los motores hidráulicos con movimientos rotatorios, actuadores de paletas, de pistón radial o tangencial, y construcción por pistones axiales.

36

Figura 11. Actuadores rotatorios

Fuente: PARKER HANNIFIN. Actuadores Rotatorios [Imagen]. Actuadores rotatorios hidráulicos Series HUB/LTR/HTR Parker. HY0250. USA: Parker Hannifin Corp. 2016. p 123. [Consultado: noviembre 12 de 2016]. Disponible en Internet: https://www.parker.com

5.7 PARQUEADERO ROBOTIZADO

Los parqueaderos robotizados son sistemas de estacionamiento inteligentes orientados a fomentar el máximo confort del usuario, reducir las maniobras y a minimizar el espacio necesario por cada plaza de garaje. Además, este sistema evita hurtos, ya que ninguna persona puede entrar en el espacio donde se ubican los vehículos y reduce los gastos en pintura y limpieza del garaje al evitar el tránsito de personas.

37

6. DIAGNÓSTICO DE LA CAPACIDAD Y DÉFICIT ACTUAL DEL PARQUEADERO DE ESTUDIANTES DE LA UAO

Los problemas de movilización y de parqueo que se están presentando en Cali, se deben en gran medida al incremento de vehículos en la ciudad y a la falta de espacio físico para la circulación y parqueo de estos. Situación reflejada en diferentes establecimientos públicos y privados de la ciudad, como lo son centros comerciales y universidades.

De acuerdo al estudio “Propuesta Plan de Movilidad Vial”, realizado por el Departamento de Protección y Control de la Universidad Autónoma, se ha evidenciado un incremento tanto de la población como de automotores en la universidad en los últimos años. Afectando la movilidad especialmente en las horas pico, y reduciendo significativamente la capacidad de parqueaderos en algunos días específicos de la semana.

Gráfica 1. Tendencia Población Estudiantil por Semestre

Fuente: Caracterización estudiantes nuevos de pregrado [en línea]. Santiago de Cali: Universidad Autónoma de Occidente, 2017. [consultado 7 de Julio de 2017]. Disponible en Internet: http://www.uao.edu.co

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

2015-1 2015-2 2016-1 2016-2 2017-1

Núm

ero

de e

stud

iant

es

Semestre académicco

Tendencia Población Estudiantil

EstudiantesMatriculados

Estudiantes Nuevos

Estudiantes Inscritos

38

La gráfica 1 muestra como en los últimos 3 años ha incrementado paulatinamente la población estudiantil de la universidad. Se puede inferir que el incremento de estudiantes ha generado el incremento de vehículos que adquieren el servicio de parqueo dentro de las porterías, el cual se puede contabilizar a través de las calcomanías adquiridas por los estudiantes para instalarlas a sus vehículos.

Gráfica 2. Tendencia estadística de vehículos de estudiantes 2014, 2015 y 2016

Fuente: REINA, Sergio. Propuesta plan de movilidad [Grafica]. Departamento de Protección y Control, Universidad Autónoma 2017. [consultado 7 de julio de 2017].

La gráfica 2 exhibe la tendencia estadística en el incremento de vehículos en los años 2014, 2015 y 2016, determinando que el incremento desde el 2014 ha sido de 213 vehículos, siendo un promedio de 53 vehículos por semestre.

Adicional a los vehículos pertenecientes a estudiantes, están los vehículos del personal docente, empleados y visitantes.

39

Gráfica 3. Tendencia estadística de vehículos de empleados 2014, 2015 y 2016

Fuente: REINA, Sergio. Propuesta plan de movilidad [Grafica]. Departamento de Protección y Control, Universidad Autónoma 2017. [consultado 7 de julio de 2017].

La grafica 3 indica la cantidad de vehículos de empleados con calcomanías por año, desde el 2014 hasta el 2016. En promedio son 701 vehículos de empleados que estuvieron haciendo uso de los parqueaderos de la universidad por año y el incremento promedio de vehículos de empleados es de 29 vehículos por semestre.

Las cifras anteriormente expuestas comprueban el aumento de vehículos pertenecientes tanto a estudiantes como empleados de la universidad, generando un déficit en la capacidad de parqueo pues la cantidad de bahías por parqueaderos sigue igual.

40

Tabla 2. Capacidad parqueaderos vs promedio de uso diario – vehículos

Fuente: REINA, Sergio. Propuesta plan de movilidad [Grafica]. Departamento de Protección y Control, Universidad Autónoma 2017. [consultado 7 de julio de 2017].

Los datos se sacaron de acuerdo a los registros físicos de entrada y salida de vehículos de cada portería.

La tabla 2 presenta una comparativa entre la capacidad de vehículos por portería y el promedio diario de visitantes de estas (de lunes a viernes L/V y sábados S).

La universidad cuenta en este momento con 3 parqueaderos para vehículos: portería 2, portería 4 y portería 5. Cada una con 69, 118 y 520 bahías respectivamente. Y el promedio diario de visitantes en estas porterías es:

- Portería 2: 150 vehículos (entre semana), 60 vehículos (sábados). - Portería 4: 300 vehículos (entre semana), 150 vehículos (sábados). - Portería 5: 1600 vehículos (entre semana), 800 vehículos (sábados).

Los horarios de servicio para la portería 5 son de lunes a viernes de 06:00 a.m. a 10:00 p.m., y los sábados de 06:00 a.m. a 7:00 p.m. De acuerdo al seguimiento realizado, las horas y días donde colapsan los parqueaderos son los martes, miércoles y jueves en los horarios de 09:40 a.m. a 10:15 a.m., correspondiendo al cambio de clases de la jornada diurna, quedando un promedio de 60 vehículos por fuera en un lapso de 20 minutos. De igual forma en la jornada nocturna se presenta el mismo problema de 6:00 p.m. a 8:00 p.m, donde el promedio actual de vehículos parqueados externamente es de 150.

Capacidad parqueaderos V/S promedio de uso diario L/V y S

Portería 2 vehículos 69 espacios

V/S

150 L/V 60 S

Portería 4 vehículos 118 espacios 300 L/V 150 S

Portería 5 vehículos 520 espacios 1600 L/V 800 S

41

7. DISEÑO Y DESARROLLO DEL SISTEMA DE PARQUEADERO

7.1 DISEÑO CONCEPTUAL

7.1.1 Propuesta de diseño

Actualmente en el mercado de sistemas de parqueo existen plataformas de elevación de vehículos, en las cuales el vehículo que es aparcado en la zona inferior del sistema obstaculiza la salida o el ingreso de otro automotor al nivel superior, dando como resultado que el usuario del área inferior deba dejar a disposición las llaves a un tercero, para que éste pueda mover el vehículo y así se lograr usar la plataforma de elevación del sistema. Esta acción genera incomodidad a los propietarios de los vehículos y obliga a tener una persona a disposición para realizar este tipo de movimientos de vehículos en los parqueaderos actuales.

Figura 12. Propuesta de Plataforma de parqueo rotativo

42

A partir de esta oportunidad de mejora de los sistemas de parqueos actuales y partiendo de nuestro objetivo general que es duplicar la capacidad de parqueo por bahía, se diseña un sistema de componentes hidráulicos y mecánicos que permite tener dos áreas la ubicación de un vehículo sobre otro, a nivel del suelo. Ver figura 6.

La propuesta de diseño está compuesta por los siguientes componentes:

Estructura Plataforma Carro guía Columna guía Unidad de Potencia

El conjunto de estos elementos estructura una máquina que tendrá un ciclo de trabajo con unos movimientos establecidos, los cuales serán controlados por medio de una unidad de potencia, la cual estará encargada de coordinar los sistemas que se nombran a continuación:

Sistema de traslación Sistema de giro Sistema de elevación

7.2 DISEÑO DE DETALLE

7.2.1 Caracterización de los vehículos

En el informe del sector automóvil de FENALCO sobre las ventas de los vehículos más vendidos en Colombia en el año 201615 se seleccionan las marcas y modelos del listado para realizar una búsqueda de las dimensiones y pesos de cada uno de forma que se puedan determinar los parámetros iniciales para el diseño de la estructura de parqueo rotativo de dos niveles.

En la tabla 3 se han clasificado los vehículos en dos grupos de acuerdo al peso en kilogramos, los vehículos livianos en color verde menores a 1359 kg y los vehículos pesados en color naranja mayores a 1360 kg. Esto con el fin de

15 Informe automotor de noviembre 2016 [en línea]. Bogotá D.C.: Fenalco, 2016 [consultado 3 de enero de 2017]. Disponible en Internet: http://www.fenalco.com.co/informeautomotor

43

determinar la capacidad de carga de la plataforma para aparcar los vehículos en la parte superior, es decir que los camperos o camionetas solo pueden ser ubicados en la parte inferior de la estructura, teniendo una restricción en peso de la plataforma para la parte superior hasta 1359 kg.

Tabla 3. Características de vehículos más vendidos en Colombia 2016

De acuerdo a la clasificación de los vehículos en la tabla 4 se determinan las medidas de ancho, largo y alto de los vehículos más grandes que pueden acceder a cada una de las zonas de parqueo. Por lo tanto, estas medidas serán las mínimas que se tendrán en cuenta para el diseño de la plataforma.

Tabla 4. Dimensiones de las zonas de parqueo superior e inferior

Ancho Largo Alto Distancia ejes lateral

CHEVROLET SPARK 1597 3640 1522 1410 1417 2375 795

CHEVROLET SAIL 1690 4290 1503 1462 1457 2465 1070

RENAULT LOGAN 1742 4340 1543 1493 1476 2634 1147

RENAULT SANDERO 1773 4057 1523 1480 1469 2589 1129

KIA PICANTO 1595 3595 1490 1415 1418 2385 930

MAZDA MAZDA 3 1795 4580 1450 1535 1520 2640 1250

RENAULT CLIO 1639 3812 1417 1392 1372 2472 950

NISSAN VERSA 1695 4465 1514 1480 1485 2600 1044

RENAULT STEPWAY 1733 4057 1640 1494 1483 2589 1113

KIA RIO 1720 4365 1455 1521 1525 2570 1084

FORD FIESTA 1722 4409 1473 1465 1465 2490 1192

NISSAN MARCH 1665 3780 1528 1460 1465 2450 960

MAZDA MAZDA2 1697 4062 1505 1490 1485 2570 1050

RENAULT DUSTER 1822 4316 1625 1560 1567 2829 1359

KIA NEW SPORTAGE 1855 4480 1635 1609 1620 2670 1452

NISSAN FRONTIER 1645 5125 1720 1560 1560  3150 1359

MAZDA CX5 1840 4540 1670 1585 1590 2700 1600

CHEVROLET TRACKER 1776 4248 1674 1540 1540 2555 1429

FORD ECOSPORT 1765 4241 1696 1519 1524 2521 1307

Distancia ejes F/TMODELOMARCA

Medidas expresadas en mmPeso (kg)

Características de los vehículos más vendidos en Colombia 2016

Zona parqueo Ancho Largo Alto Distancia ejes lateral Peso (kg) Rin (in)

Inferior 1855 5125 1720 1609 1620 3150 1600 17

Superior 1795 4580 1640 1535 1525 2640 1250 15

Distancia ejes F/T

44

Ahora según la norma ISO 4904, el área máxima que deben tener las bahías para los vehículos es de 250 cm de ancho y 500 cm de largo, por lo tanto, estas serán las medidas del diseño.

7.2.2 Operación de la plataforma de parqueo rotativa

Con el objetivo de dimensionar los elementos mecánicos y de control de la plataforma rotativa de parqueo, es necesario determinar la secuencia de trabajo del sistema y el ciclo de operación que se llevará a cabo para aparcar un vehículo en la zona superior de su estructura. En la tabla 5 se describe el paso a paso de las actividades que realizará la plataforma rotativa y se define el tiempo de cada una de ellas.

Tabla 5. Ciclo de operación de la plataforma de parqueo rotativa.

POSICIÓN MOVIMIENTOTIEMPO DE

CICLO (s)

El vehículo

ubicado en la

plataforma es

subido al

segundo nivel de

la estructura por

medio de un

sistema de

elevacion

hidráulico.

La plataforma

con el vehículo

gira 90° por

medio de un

sistema

hidráulico y

luego el sistema

de elevación

desciende para

que todo el

conjunto

descanse sobre

la estructura

metálica.

La estructura es

trasladada sobre

los rieles por

medio de un

sistema de

rotación

hidráulico.

0

38

23

19

La plataforma se

encuentra

ubicada en la

zona de tránsito

vehícular del

parqueadero en

estado de espera

para el ingreso

del automotor a

parquear.

SISTEMA EN

REPOSO

ELEVACIÓN

CICLO DE OPERACIÓN

GIRO+DESCENSO

PLATAFORMAPOSICIÓN 2

TRASLACCIÓNPOSICIÓN 3

DESCRIPCIÓN

POSICIÓN 0

POSICIÓN 1

45

Tabla 5. continuación

7.2.3 Dimensionamiento del sistema de elevación

El sistema de elevación está compuesto por un cilindro hidráulico el cual tiene un sistema doble de poleas en el extremo del vástago con el objetivo de distribuir la carga. Para realizar la elevación de la PLATAFORMA y EL CARRO GUIA es necesario realizar la instalación de un juego de cadenas de izaje. Estas cadenas estarán ensambladas a la estructura del CARRO GUIA y la COLUMNA GUIA DE ELEVACION, en estos puntos las cadenas tendrán una zona de apoyo, los cuales se encargarán de trasmitir la tensión de elevación entregada por el CILINDRO HIDRAULICO DE ELEVACION.

La PLATAFORMA al recibir o dejar un vehículo estará ubicada sobre la superficie del piso del parqueadero, esto ayudará a que el cilindro de elevación se encuentre en un estado de reposo al no tener carga que elevar. Ver figura 13

POSICIÓN MOVIMIENTOTIEMPO DE

CICLO (s)

El vehículo

ubicado en la

plataforma es

subido al

segundo nivel de

la estructura por

medio de un

sistema de

elevacion

hidráulico.

La plataforma

con el vehículo

gira 90° por

medio de un

sistema

hidráulico y

luego el sistema

de elevación

desciende para

que todo el

conjunto

descanse sobre

la estructura

metálica.

La estructura es

trasladada sobre

los rieles por

medio de un

sistema de

rotación

hidráulico.

0

38

23

19

La plataforma se

encuentra

ubicada en la

zona de tránsito

vehícular del

parqueadero en

estado de espera

para el ingreso

del automotor a

parquear.

SISTEMA EN

REPOSO

ELEVACIÓN

CICLO DE OPERACIÓN

GIRO+DESCENSO

PLATAFORMAPOSICIÓN 2

TRASLACCIÓNPOSICIÓN 3

DESCRIPCIÓN

POSICIÓN 0

POSICIÓN 1

46

Figura 13. Sistema de elevación diferencial vástago retraído

En el momento que la PLATAFORMA tiene un vehículo o se desea elevar sin carga, el sistema de elevación será accionado por el sistema hidráulico el cual controlará la elevación del cilindro, dando un recorrido de 1100 mm en el eje y del sistema. Este diseño de izaje contempla una elevación diferencial, el cual duplica el recorrido la plataforma por cada unidad de recorrido del cilindro gracias a la relacion de poleas y la cadena. Ver figura 14.

47

Figura 14. Sistema de elevación diferencial vástago extendido

7.2.3.1 Características de la cadena de izaje

Para el movimiento de ascenso y descenso del vehículo se requieren dos elementos que transmitan la fuerza del cilindro hacia la plataforma y el carro guía. Por lo tanto se determinó utilizar una cadena de izaje 4x4 de SKF que cuenta con una carga límite de rotura de 66,7 kN y un factor de seguridad de 2,5. Ver Anexo B.

48

La cadena de izaje tiene un perímetro aproximado de 1.95 m, la cual será instalada en puntos de referencia para garantizar un amarre adecuado de la carga que se va a elevar.

Figura 15. Modelos de cadenas de izaje SKF

Fuente: SKF. Cadena de izaje [Imagen]. Cadenas de izaje SKF ANSI BL422-BL888. USA: Grupo SKF. 2008. p 29. [Consultado: marzo de 2017]. Disponible en Internet: http://www.skf.com/binary/87-133515/46.Chain

7.2.3.2 Sujetador para cadena de izaje

De acuerdo a las especificaciones de la cadena seleccionada, se hace necesario verificar el diámetro mínimo del pasador y el número de apoyos requeridos para el sujetador. Para los cálculos tomaremos las propiedades del acero AISI 4140.

49

Figura 16. Diseño de sujetador para cadena de izaje

Teniendo un factor de seguridad de 1.5, se determina que el diámetro mínimo del pasador es 5.52 mm. Lo que significa que la cadena está dentro del rango aceptable.

Ahora, se verifican los esfuerzos a los cuales estará sometido el sujetador para cuatro (n=4) y dos (n=2) apoyos, en el que se obtienen esfuerzos por debajo del esfuerzo admisible de 414 MPa del acero AISI 4140.

Tabla 6. Análisis del sujetador de la cadena

Apoyos del sujetador de la cadena

Sujetador con 4 apoyos (n=4)

𝜎𝑏 =𝑃

𝑛 ∗ 𝑡 ∗ 𝑑

𝜎𝑏 = 126.35 𝑀𝑃𝑎

Sujetador con 2 apoyos (n=2) 𝜎𝑏 = 252.7 𝑀𝑃𝑎

50

7.2.3.3 Selección y análisis del cilindro hidráulico de elevación

En el proceso de selección se tienen en cuenta los pesos del vehículo y la plataforma para determinar la fuerza requerida en el movimiento de subida y las características del cilindro hidráulico.

Tabla 7. Valores de entrada para la selección del cilindro

Valores Iniciales

Peso Vehículo 1400 kgf

Peso Plataforma 1600 kgf

Peso total 3000 kgf

Fuerza 58,8 kN

Luego se determina que el recorrido del vástago del cilindro es de 110 cm, debido a la relación que existe entre el desplazamiento del cilindro y la cadena para elevar la plataforma 220 cm sobre el nivel del suelo.

Con la guía de selección de Parker para los cilindros RDH, se determinan las características físicas y funcionales del cilindro hidráulico 3.25HRDHBT28A52.000. Ver anexo A.

51

Tabla 8. Características del cilindro hidráulico de ascenso

Modelo RDH - Parker

Diámetro Camisa 8,25 cm

Diámetro Vástago 5,08 cm

Recorrido 110 cm

Tipo de montaje Brida redonda inferior

Presión de operación 138 bar

Ahora se procede a verificar el diámetro del vástago a través de la fluencia del material para una columna empotrada-articulada sometida a una carga excéntrica.

“La falla ocurrirá en la mitad de la longitud cuando el esfuerzo a la compresión máximo exceda la resistencia a la fluencia del material, si es dúctil, o su resistencia a la fractura, si es frágil. Haciendo a 𝜎𝑐 igual a la resistencia a la fluencia de compresión para un material dúctil, se obtiene una expresión para la carga unitaria crítica de una columna excéntrica16”

𝑃

𝐴=

𝑆𝑦𝑐

1 + (𝑒𝑐𝑘2) 𝑠𝑒𝑐 (

𝑙𝑒𝑓

𝑘√ 𝑃

4𝐸𝐴)

16 NORTON. Robert L. Diseño de Maquinas. 4ta edición. McGraw-Hill Education. 2001. P 131

52

Donde,

𝑃: Carga

𝐴: Área

𝑺𝒚𝒄: Esfuerzo de fluencia a la compresión

𝒆𝒄: Excentricidad

𝑘: Radio de giro

𝑙𝑒𝑓: Longitud efectiva

𝐸: Módulo de Young

Figura 17. Excentricidades del vástago frontal y lateral

Para calcular la carga permisible del vástago del cilindro se deben tener en cuenta los parámetros que se muestran en la tabla 9.

53

Tabla 9. Diseño de una columna con carga excéntrica

Parámetros Excentricidad 1 Excentricidad 2

𝑒𝑐1 = 46,1 𝑚𝑚 𝑒𝑐2 = 85 𝑚𝑚

Diámetro de vástago 𝑑𝑣 = 50,8 𝑚𝑚

Area transversal del vástago 𝐴𝑣 = 2026,8 𝑚𝑚2

Longitud efectiva17 𝑙𝑒𝑓 = 0,707𝑙 𝑙𝑒𝑓 = 933,8 𝑚𝑚

Módulo de elasticidad 𝐸 = 207 𝐺𝑃𝑎

Esfuerzo de fluencia del material (SAE 1045) 𝑆𝑦𝑐 = 414 𝑀𝑃𝑎

Segundo momento del área de un círculo 𝐼𝑥 = 𝐼𝑦 = 326907 𝑚𝑚4

Radio de giro 𝑘 = 3,56

Carga critica 𝑃𝐴⁄

1= 84,5 𝑀𝑃𝑎 𝑃

𝐴⁄2

= 51 𝑀𝑃𝑎

Carga permisible 𝑃1 = 173,2 𝑘𝑁 𝑃2 = 104,5 𝑘𝑁

17 NORTON. Robert L. Ibíd., p. 126.

54

TABLA 9 (continuación)

Esfuerzo de compresión

𝜎𝑐 =𝑃

𝐴[1 + (

𝑒𝑐

𝑘2) 𝑠𝑒𝑐 (

𝑙

𝑘√

𝑃

4𝐸𝐴)]

𝜎𝑐1 = 145 𝑀𝑃𝑎 𝜎𝑐2 = 242,7 𝑀𝑃𝑎

7.2.3.4 Análisis de apoyos de la columna guía

En la figura 18, se pueden visualizar los apoyos superior e inferior de la COLUMNA GUIA DE ELEVACIÓN. En la parte superior (detalle F) la columna cuenta con un rodamiento de bolas SKF 209 con capacidad de carga estática de 30 kN y dinámica de 35 kN, la cual es producida por la carga en voladizo, y en la parte inferior (detalle G) la columna cuenta con un rodamiento axial 29412 E de SKF que tiene la capacidad de carga estática de 915 kN y dinámica de 360 kN, superior a la carga producida por el peso del sistema de elevación de 58,8 kN. Ver anexos C y D.

55

Figura 18. Apoyos del sistema de elevación

7.2.4 Dimensionamiento sistema de giro a 90 grados

Para realizar el giro de la plataforma, se hace el desarrollo de un sistema engranaje recto y cremallera, el cual será accionado por un cilindro hidráulico de doble efecto, condición que asegura que la velocidad de entrada y de salida del vástago del cilindro sean iguales.

56

El cilindro hidráulico de giro se encuentra ensamblado en la cara lateral interna de la ESTRUCTURA DERECHA. Este dispositivo tiene instalado en su vástago una cremallera de módulo 3.5 y ángulo de presión 20°, la cual se deslizará por un sistema de guías que se alinean al sistema del pistón en el momento de que este se accione o se retraiga por efectos de la presión del fluido hidráulico del sistema de potencia.

Para trasmitir el movimiento lineal del cilindro hidráulico y convertirlo en un giro a 90° se ha dispuesto un engranaje recto de diámetro exterior 112 mm, modulo 3.5 y ángulo de presión 20°. Este elemento se encuentra ensamblado a la COLUMNA GUIA DE ELEVACION, la cual se puede observar en el anexo K de los planos estructurales. El engranaje es girado por la interacción de la cremallera, transformando un movimiento lineal realizado por el vástago del cilindro en una rotación la cual será aprovechada por todo el conjunto de la PLATAFORMA y el CARRO GUIA.

Figura 19. Sistema de giro con Plataforma

Este sistema de engranaje y cremallera nos ayuda a realizar el giro necesario para cambiar de estado a la PLATAFORMA del sistema de parqueo.

57

En la figura 20 se observa el corte del mecanismo de piñón-cremallera provoca una rotación en el engranaje que es trasmitida a la COLUMNA GUIA DE ELEVACION.

Figura 20. Acople de engranaje a conjunto guía y plataforma

7.2.4.1 Cálculo de piñón-cremallera18

Con base a las restricciones de espacio existentes en la viga de tracción, se procede a dimensionar el mecanismo de piñón-cremallera donde se utilizan las siguientes ecuaciones Figura 21.

18 CASILLAS. A.L. MAQUINAS. Cálculos de Taller. España. p. 146

58

Figura 21. Mecanismo piñón-cremallera

Fuente: A.L. Casillas. Cálculos de Taller

Como el giro de la columna va ser de 90 grados se procede se determina la longitud mínima de la cremallera para garantizar el giro de la columna.

Tabla 10. Parámetros iniciales Piñón-cremallera

Piñón-cremallera

Diámetro del piñón 112 mm

Perímetro del piñón 352 mm

Longitud cremallera 88 mm

59

En las tablas 11 y 12 se consolidan las características de diseño del piñón y la cremallera.

Tabla 11. Características del piñón

Tabla 12. Características Cremallera

CARACTERISTICAS PIÑON ITEM SIMBOLO DESCRIPCION UNIDADES

Modulo m1 3,5 N/A Angulo de Presión α1 20 Grados Numero de Dientes Z1 30 und Paso Primitivo P1 10,996 mm Diámetro Primitivo d1 105 mm Diámetro Exterior da1 112 mm Diámetro de fondo df1 96,25 mm Diámetro base db1 98,668 mm Altura del diente h1 7,875 mm Addendum ha1 3,5 mm Dedendum hf1 4,375 mm

CARACTERISTICAS CREMALLERA

ITEM SIMBOLO DESCRIPCION UNIDADES

Angulo de Presión α2 20 Grados

Altura Diente h2 7,585 mm

Paso Cremallera P2 10,996 mm

Espacio entre Dientes e2 5,498 mm

60

7.2.4.2 Calculo de cilindro hidráulico de giro

Para determinar la fuerza requerida por el cilindro para mover la cremallera, se hace un análisis de la fuerza de fricción por rodadura en el rodamiento axial-radial

𝑊 = 29400 𝑁

Coeficiente de fricción por rodadura es 0,15. Por lo tanto,

𝐹𝑟 = 𝜇𝑠𝑁 = 4410 𝑁

Ahora se verifica la dimensión del cilindro hidráulico de acuerdo al factor velocidad, así:

Tabla 13. Parámetros iniciales para la selección del cilindro hidráulico de giro

Tiempo 20 s

Velocidad 44 mm/s

Caudal 3 gpm

Diámetro camisa 127 mm

De acuerdo a lo anterior se selecciona el cilindro hidráulico del catálogo de Parker de la serie 2H Referencia 5.00KC2HHNAT124A24A3.150. Anexo E

61

Tabla 14. Características del cilindro de giro

7.2.5 Dimensionamiento de sistema de traslación

Para realizar la traslación de la estructura con base a la secuencia establecida en el ciclo de trabajo de la plataforma rotativa de parqueo, se ha dispuesto un sistema de traslación comprendido por una caja reductora de eje hueco, un motor hidráulico y una rueda metálica de diámetro 170 mm, la cual estará en contacto tangencial con el riel ASCE 85AS. Este sistema brindara el torque necesario para vencer el coeficiente de fricción metal-metal generado por el contacto entre la rueda y el riel.

Modelo 2H - Parker

Diámetro Camisa 127 mm

Diámetro Vástago 50,8 mm

Recorrido 88 mm

Tipo de montaje Anclaje lateral

Presión de operación 138 bar

62

Figura 22. Sistema de traslación de la estructura en el eje Z

Este sistema de traslación se encuentra ensamblado en la zona lateral de la ESTRUCTURA DERECHA del sistema.

Cuando la unidad de potencia hidráulica proporcione el caudal hidráulico necesario para darle rotación al motor hidráulico, éste gira a una velocidad muy alta y por tal motivo este elemento es ensamblado con una caja reductora para proporcionar el momento de torsión y la velocidad para mover la estructura sobre los rieles. Ver figura 22.

7.2.5.1 Cálculo del momento de torsión en la rueda de tracción

La rueda debe tener una velocidad angular de 𝜔 = 21.56 𝑅𝑃𝑀, para que la estructura se traslade una distancia de 3,6 metros sobre los rieles en 19 segundos.

En las figuras 23 y 24 se realiza el análisis de la carga sobre la estructura y la rueda de tracción, por el cual se logra obtener el momento de torsión requerido de 462.31 𝑁𝑚 para trasladar la estructura de parqueo.

63

Figura 23. Distribución de cargas en las ruedas

Figura 24. Diagrama de cuerpo libre de una rueda

64

7.2.5.2 Selección de motor hidráulico y reductor

A partir de los datos obtenidos se consulta en catálogos de motores hidráulicos los modelos que se ajusten a los requerimientos torsión y velocidad. Encontrándose que existen modelos de motores con diferentes desplazamientos volumétricos y suministro del par de torsión en diferentes rangos de presiones.

Por otro lado, se observa que la relación de rpm y momento de torsión para ésta aplicación no se logra solamente con la selección de un motor hidráulico. De este modo, se complementó con un mecanismo de reducción para garantizar en la rueda a la velocidad de 21,56 RPM.

Se hace la selección de un motor hidráulico Parker M4B04512S20NB y un reductor ACORN el modelo GK59 que cumple con las especificaciones técnicas para realizar el movimiento de traslación de la máquina, como se relaciona en la tabla 15.

Tabla 15. Características técnicas del motor hidráulico – reductor helicoidal

Características técnicas del motor hidráulico – reductor helicoidal

Velocidad motor hidráulico 1540 rpm

Momento motor hidráulico 8 Nm

Velocidad reductor helicoidal 21,56 rpm

Momento reductor helicoidal 462,31 Nm

65

7.2.5.3 Análisis de esfuerzos de contacto entre la rueda y el riel

Bajo la aplicación de una carga W por unidad de longitud L, el cilindro (rueda) se deforma de tal manera que su centro se mueve a una distancia vertical el área de contacto es un rectángulo de ancho 2ª y longitud L, es decir un contacto de línea.19

Figura 25. Esfuerzo de contacto plano

Dependiendo de las diferentes geometrías de contacto, el radio equivalente es

1

𝑅∗=

1

𝑅1+

1

𝑅2

Donde,

𝑅1: Radio de la superficie esclava (target)

𝑅2: Radio de la superficie maestra (Contact)

19 BUDYNAS, Nisbett, Diseño en ingeniería mecánica de Shigley. 8th Edition. Mc Graw Hill. p. 120

66

Para este caso de estudio 𝑅2 = 0

Cilindro en contacto con una superficie plana

Teniendo en cuenta la teoría, se conoce que el ancho del contacto se puede determinar a través de la siguiente formula:

𝑎2 = 4𝑊𝑅

𝜋𝐿𝐸∗

Donde 𝐸∗ es el módulo de elasticidad compuesto,

𝐸∗ = (1 − 𝜐1

2

𝐸1+

1 − 𝜐22

𝐸2)

−1

tenemos que,

𝑎 = 2 (𝑊𝑅

𝜋𝐿𝐸∗)

12⁄

𝑎 = 2 (𝑊′𝑅

𝜋𝐸∗)

12⁄

𝑊´ = 𝑤

𝐿

Propiedades de los materiales en contacto: (para efectos de calcula se asume que los materiales son los mismos y por lo tanto

𝐸1, 𝐸2 = 207 𝐺𝑃𝑎

𝑉1, 𝑉2 = 0,28

Parámetros de la rueda,

67

𝑅1 = 70 𝑚𝑚

𝑡 = 𝐿 = 60 𝑚𝑚

𝑊 = 7.3 𝑘𝑁

𝑊′ = 121.66𝑥103𝑁

𝑚

2𝑎 = 622 𝜇𝑚

Entonces el ancho de contacto es,

𝑎 = 311 𝜇𝑚

La profundidad en la que se localiza el esfuerzo cortante

𝑧 = 0.78(311) = 242.5 𝜇𝑚

Effective Modulus

𝐸∗ = (1 − 𝜐1

2

𝐸1+

1 − 𝜐22

𝐸2)

−1

𝐸∗ = 112,3 𝐺𝑃𝑎

Luego la fuerza normal necesaria para causar fluencia es:

𝑊𝑚𝑎𝑥 = 8.73𝑆𝑦2𝑅𝐿

𝐸∗

𝑊𝑚𝑎𝑥 = 38860,1 𝑘𝑔

68

Presión ejercida por la rueda en la superficie del riel,

𝑝0 = (𝑊′𝐸

𝜋𝑅)

12⁄

= 249,26 𝑀𝑃𝑎

De acuerdo al criterio de Tresca, un material fluirá bajo cortante puro cuando

𝜏 =𝑆𝑦

2⁄ , donde 𝑆𝑦 es la resistencia a la fluencia del material.

Luego, 𝜏1𝑚á𝑥 = 0.30𝑃𝑜 = 𝑆𝑦 2⁄

𝑃𝑜𝑦 = 1.67𝑆𝑦, presión necesaria para causar fluencia bajo contacto de línea.

𝑃𝑜𝑦 = 1.67 ∗ (210 𝑀𝑃𝑎) = 346,5 𝑀𝑃𝑎

De acuerdo al cálculo de la presión esta se encuentra por debajo del máximo permitido para la fluencia del material 249,26 𝑀𝑃𝑎 < 346,5 𝑀𝑃𝑎

7.2.5.4 Dimensionamiento de eje para ruedas en sistema guiado

Para el diseño del eje para ruedas de apoyo de la estructura se determinarán los esfuerzos cortantes con los parámetros conocidos de la aplicación, teniendo en cuenta que el material es un acero AISI 4140.

69

Tabla 16. Diseño del eje de las ruedas20

Parámetros de diseño del eje de las ruedas

Carga distribuida en las ruedas 7350 𝑁

Esfuerzo de fluencia: 𝑆𝑦 4.6𝑥108𝑁

𝑚2

Factor de seguridad: FS 5

Esfuerzo cortante: 𝜏𝑎𝑑𝑚 4.6𝑥107𝑁

𝑚2

Diámetro del eje de la rueda: 𝑑 = (4𝜏𝑎𝑑𝑚

𝜋)

0,5

14.26 𝑚𝑚

Con el análisis anterior se logra determinar que el diámetro mínimo del eje debe ser de 14,26 mm. Ver los planos de diseño del eje en el anexo K.

7.2.6 Dimensionamiento de la unidad de potencia hidráulica

La unidad de potencia hidráulica es un ensamble de componentes que distribuyen fluido a presión a un sistema hidráulico, así como también es capaz de almacenar en buen estado el fluido hidráulico. Por lo general consiste en una bomba hidráulica impulsada por un motor eléctrico, un depósito para el aceite, filtros y las válvulas para los actuadores.

Motor Eléctrico:

20 Ibíd., p. 359

70

Para determinar la potencia del motor eléctrico, se analiza el movimiento de elevación de la plataforma, debido a que es el más exigente. Por lo tanto, la potencia de la unidad hidráulica será la máxima que requiere el sistema.

Con esta información se procede a consultar los catálogos de motores eléctricos comerciales y se define que el motor debe ser de mayor potencia, ya que en el comercio se encuentran disponibles motores de 3 y 3,7 kW. Por lo tanto, se opta por el motor de 3,7 kW de la serie W22 con carcasa de hierro, de 85% de eficiencia, disponiendo de 3,15 kW

En las curvas de desempeño de motor eléctrico se pueden verificar los parámetros del motor eléctrico cuando el motor está al 100% de la potencia:

Figura 26. Curvas de desempeño de motor eléctrico de 3,7 kW

A – Rendimiento es de 85%

B – Factor de potencia 0,8

C – Deslizamiento es de 5%

D – Corriente 14 A

Fuente: WEG. Motores eléctricos [En línea] [Consultado 15 de agosto de 2017]. Disponible en Internet: http://ecatalog.weg.net/tec_cat/tech_motor_curva_web.asp

Válvulas direccionales:

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Las válvulas direccionales son las que se encargan de distribuir el caudal proporcionado por la bomba hidráulica a cada uno de los actuadores cuando esta recibe la señal de comando que acciona el spool para cambiar de estado.

Desde la perspectiva de la secuencia de operación de los mecanismos de la máquina, se deben disponer de tres válvulas hidráulicas 4/3 cetop 3 centrada por resorte para cada uno de los movimientos de traslación, elevación y giro.

Figura 27. Válvula 4/3 centro tándem

Fuente: PARKER. Design Engineers Handbook Volume 1 - Hydraulics. Cleveland, Ohio: Parker Hannifin Corporation. 2002. p. 32.

Las válvulas estarían interconectadas por una línea de alimentación común que sale de la bomba hidráulica y retorna tanque, por lo tanto, el spool de las válvulas deben ser tipo tándem, que conecta la línea de presión (P) con tanque (R) en posición neutral21.

21 PARKER. Design Engineers Handbook Volume 1 - Hydraulics. Cleveland, Ohio: Ibíd., Cap. 8

72

Figura 28. Configuración hidráulica de las válvulas y actuadores

Fuente: PARKER. Design Engineers Handbook Volume 1 – Hydraulics. Ibíd., p. 6-31

De acuerdo a lo anterior se procede a consultar el catálogo de válvulas direccionales de Parker y se selecciona la referencia D1VW 8W. Anexo J.

Depósito de aceite:

El depósito del aceite se determina a partir del volumen de aceite necesario para la operación de la máquina, por lo tanto se debe tener en cuenta que el deposito debe ser 2 o 2,5 veces el caudal de la bomba hidráulica. Sin embargo se verificará el volumen de aceite requerido por cada uno de los equipos22.

22 PARKER. Design Engineers Handbook Volume 1 - Hydraulics. Ibíd., Cap 12

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Tabla 17. Volumen de los dispositivos hidráulicos

Volumen dispositivos hidráulicos

Cilindro de elevación 2982 𝑐𝑚3

Cilindro de giro: 258 𝑐𝑚3

Bomba hidráulica: 11355 𝑐𝑚3

Motor hidráulico 7,5 𝑐𝑚3

Volumen Total 14602 𝒄𝒎𝟑

El depósito debe tener una capacidad de 22000 a 28000 𝑐𝑚3 para albergar aceite hidráulico.

Figura 29. Características de la unidad de potencia hidráulica

Unidad hidráulica de potencia

1. Depósito de 22000 𝒄𝒎𝟑

2. Motor eléctrico de 3,7 kW

3. Filtro de retorno

4. Indicador de presión

5. Visor de nivel

6. Respiradero con silica

7. Control de flujo doble

8. Válvula direccional

74

7.2.7 Desarrollo sistema eléctrico

Para el desarrollo del sistema eléctrico del SISTEMA DE PARQUEO ROTATIVO, es necesario tener la información del motor eléctrico seleccionado para la operación del sistema de potencia de la unidad hidráulica, ya que este elemento es el que tiene mayor consumo de potencia de nuestro sistema.

De la información del motor, se tienen los siguientes datos técnicos, con los cuales determinaremos los dispositivos de maniobra y protección de nuestro sistema eléctrico. Ver tabla 18.

Tabla 18. Características del motor eléctrico

Contactor principal

Para realizar la elección del contactor se debe tener presente los siguientes requerimientos.

Tensión de alimentación de la bobina. Corriente que consume el motor de forma permanente (corriente de servicio).

El uso de catálogos de fabricantes, permite realizar la elección adecuada del contactor activará el sistema eléctrico, De la tabla 18 se tiene que la corriente nominal de nuestro motor es de 14A, a partir de ello se identifica el componente adecuado para ser el interruptor de nuestro sistema de potencia.

El contactor principal de arranque se selecciona para un manejo de por lo menos 1.15 veces la corriente nominal del motor (16.1A), pero normalmente se encuentra en las fichas técnicas por potencia.

75

Podemos encontrar un dispositivo que se ajusta a la necesidad para motores a 220 Vac puede trabajar hasta 4.5 kW, si utilizamos una bobina de 24 Vdc.

Protección a sobrecarga

El sistema de protección es un elemento que tiene como objetivo evitar falla en nuestro equipo, causado por una sobrecarga en el sistema

Los dispositivos actuales de protección por lo general brindan seguridad contra la sobrecarga hasta un ajuste de 125% la corriente nominal del sistema, con carga para factores de servicio de hasta 1.15

𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑀𝑎𝑥. 𝑑𝑒 𝐴𝑗𝑢𝑠𝑡𝑒 = 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 ∗ 1.25 = 17,5 𝐴

Nuestro sistema se encuentra según el criterio de corriente máxima de ajuste entre un rango de trabajo de 17.5 A, por tal motivo se debe seleccionar un dispositivo de protección que permita un ajuste de operación de 14 A y 17.5 A

Protección termo-magnética

En la actualidad existen dispositivos de protección termo-magnética, los cuales integran la protección de sobrecarga con la protección contra corto circuito en un solo elemento, simplificando el sistema eléctrico.

Para seleccionar la protección contra cortocircuito tenemos que tener en cuenta el tipo de dispositivo y la corriente de arranque del motor eléctrico.

Se tiene que la corriente de arranque es 101 A (7.2 veces la corriente nominal), por lo tanto si la protección a corto circuito es de disparo instantáneo, la corriente debe ser mayor a 7.2 veces la corriente nominal.

Para realizar la selección del dispositivo que realizará la función de protección a la sobrecarga, es necesario conocer la potencia del motor 3.7 KW. De las protecciones termo-magnéticas existentes en el mercado se realiza la elección del componente, el cual se adecúa a los requerimientos establecidos de nuestro sistema de potencia de la plataforma rotativa de parqueo.

76

Este dispositivo es para 3.7 kW, ajuste de corriente de sobrecarga entre 10 y 16 A, y una corriente de disparo instantáneo de 13 veces la corriente nominal (208 A).

7.2.8 Desarrollo del sistema de control

Para ejecutar todo el ciclo de trabajo propuesto de movimientos y estados del sistema de parqueo rotativo, es necesario realizar una lógica de control del sistema que permite automáticamente ejecutar el funcionamiento de todas las etapas del sistema.

Se ve la necesidad a partir de todos los estados de funcionamiento de tener un controlador del sistema que se encargue de controlar los siguientes componentes necesarios para marcar los estados de ciclo del parqueadero.

Entradas digitales.

Sensores inductivos: Elementos que funcionarán como finales de carrera, estando encargados de marcar la posición del sistema. Sensor de presencia: Elemento de seguridad que permite establecer si existe una perturbación debajo de la PLATAFORMA, dando como resultado una parada de seguridad del sistema. Pulsadores: Elementos de control de inicio del sistema accionado por los usuarios del parqueadero.

Entradas análogas

Transductor de presión: Elemento necesario para realizar el monitoreo de la presión del sistema hidráulico.

Actuadores.

Electro-válvulas direccionales con 2 bobinas cada una: Controlador de los estados de actuadores.

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Indicador sonoro: Elemento de seguridad, el cual tiene como objetivo dar aviso cuando se tenga una perturbación del sistema. Indicador luminoso: Elemento indicador de que el sistema se encuentra en operación Arranque para motor eléctrico: Inicio al sistema de potencia del parqueadero.

Estos elementos son los definidos para el cumplimiento del ciclo de trabajo del sistema rotativo de parqueo.

Controlador

Los elementos anteriores hacen que se requiera un controlador para manejar la siguiente cantidad de entradas y salidas,

8 Entradas digitales 1 Entrada análoga 9 Salidas digitales a relé.

El control se implementará con 24 vdc, por lo tanto el controlador tendrá que cumplir con estos requerimientos, además de entradas y salidas adicionales para respaldo.

Debido a la necesidad de visualizar información de estado, monitoreo, diagnóstico y mantenimiento, se seleccionó un PLC que cumple con estos requerimientos de cantidad de entradas, salidas.

Las características principales del PLC son:

Alimentación a 24 vdc. 20 Entradas digitales. 2 Entradas análogas que también pueden configurarse como digitales. 12 Salidas digitales a relé. Posibilidad de adicionar módulos de expansión y comunicación.

78

Luego del proceso de selección de los componentes eléctricos y de control se utiliza el programa FluidSim para diseñar el circuito eléctrico y de control, de modo que se pueda verificar la operación de las secuencias establecidas en la máquina. Ver Anexo N.

Tabla 19. Identificación de las señales de control

La plataforma rotativa de parqueo tendrá en su estructura un pulsador S2 que dará inicio al ciclo de funcionamiento, energizando el motor eléctrico que controla la unidad hidráulica. Al energizarse el sistema, los sensores de carrera LS1, LS3, LS5 se encuentra activos, esta acción da paso para que la bobina R6 conmute la electroválvula que controla el motor de traslación, moviendo la plataforma de su estado de reposo hasta el sensor de carrera LS2, en este momento se activa la bobina R1 de la electroválvula del cilindro de elevación hidráulico, el cual realiza un ascenso inicial de la plataforma, activando el sensor de carrera LS7 con que se da paso al accionamiento de la bobina R4, que a su vez acciona la electroválvula que controla el sistema de giro de la plataforma, ubicándola paralela al flujo vehicular por medio de un giro a 90°. En este momento se activa el sensor de carrera LS4 dando la señal para que la bobina R2 baje la plataforma hasta el sensor de carrera LS6. En este momento el primer ciclo del sistema de funcionamiento se concluye, dando viabilidad al usuario del parqueadero que puede estacionar su vehículo en la plataforma.

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Después que el usuario del vehículo lo ha dejado en la plataforma, se debe bajar de él y posterior a esta acción debe presionar nuevamente el pulsador S2, el cual dará inicio al ciclo de funcionamiento del sistema, el cual llevara el automotor y la plataforma al estado de reposo del sistema de Parqueo rotativo, elevando el vehículo al segundo nivel de la estructura metálica. Ver figura 30

Figura 30. Esquema hidráulico

Esta secuencia de trabajo es programada por medio de un diagrama LADDER de control, el cual es el encargado de manejar la lógica del sistema según el ciclo de funcionamiento establecido.

7.2.9 Mantenimiento de la plataforma

El mantenimiento planeado del SISTEMA DE PARQUEO ROTATIVO se establece como la programación y ejecución de actividades de inspección que tienen como objetivo prevenir fallas de los sistemas, equipos y componentes del producto. La característica principal de este tipo de mantenimiento es la inspección y detección de fallas en su fase inicial, en donde se pueda diagnosticar rápidamente

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lo ocurrido con el sistema y rápidamente analizar y solucionar preventivamente lo detectado. Inicialmente se creará la ficha técnica del SISTEMA DE PARQUEO ROTATIVO, documento el cual se describirá la información de principal del sistema. Ver figura 31. Figura 31. Ficha técnica de la plataforma

7.2.9.1 Mantenimiento rutinario

El enfoque rutinario de mantenimiento se debe realizar en la revisión diaria de forma visual y auditiva, esto con el objetivo de tener un diagnóstico rápido del sistema en funcionamiento. A continuación, se dan algunas recomendaciones rutinarias de mantenimiento.

Limpieza estructural, la cual conste de toda el área del sistema rotativo de parqueo.

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Realizar una inspección visual de los componentes de la máquina, en donde se genere una lista de chequeo en donde se evidencie el buen estado de todos los elementos. Realizar inspección auditiva de la máquina, actividad que se realiza en el arranque eléctrico y mecánico de la máquina. Este paso es crucial, ya que se puede prevenir un daño del elemento de trabajo antes de que empiece la producción. Realizar actividades de lubricación básicas, tales como aceitar ruedas, rieles y ejes del sistema. Ejecutar inspección del estado del nivel de aceite de los sistemas hidráulicos del sistema de potencia. 7.2.9.2 Mantenimiento preventivo

Para realizar el mantenimiento preventivo de la máquina se definen puntos de trabajo con los cuales se desarrollará la secuencia de revisión. Ver figura 32 La revisión del SISTEMA DE PARQUEO ROTATIVO está divida en dos zonas de inspección las cuales tiene diferentes puntos de intervención. Cada punto de revisión esta estandarizada con una frecuencia de chequeo y el tiempo de mano de obra en minutos en el cual debe establecer el mantenimiento. Figura 32. Puntos de revisión para el mantenimiento

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En el formato de mantenimiento hace énfasis a las zonas de revisión y a los puntos de inspección según los sistemas instalados en la máquina. Es importante que al realizar el mantenimiento el operario de mantenimiento realice una revisión y confirme por medio del diligenciamiento del formato el visto bueno del mantenimiento realizado por parte del equipo de trabajo de mantenimiento. Ver tabla 20. Tabla 20. Lista de chequeo mantenimiento preventivo

Después de realizar el mantenimiento preventivo, se debe alimentar la hoja de vida de la maquina con la información obtenida de la revisión. Esta información es vital para realizar el diagnóstico del sistema y su funcionamiento.

83

8. ANALISIS DE COSTOS

Con los resultados obtenidos en el proceso de ingeniería y la selección de componentes de la plataforma de parqueo rotativa, se realiza un esquema de costos por grupos así:

Sistema hidráulico Sistema eléctrico y de control Estructura Accesorios Mano de obra

8.1 COSTOS DE SISTEMA HIDRAULICO

En los costos de los mecanismos hidráulicos se tuvieron en cuenta los elementos seleccionados de los catálogos de proveedores internacionales como Parker, Contarini, Whitmores y WEG, luego del proceso de cálculo e ingeniería como se muestra en la tabla 21.

Tabla 21. Costos del sistema hidráulico

Item Cant. Descripción Referencia Costo und Costo Total1 1 CILINDRO HIDRAULICO ELEVACIÓN 3.25HRDHBT28A52.000 PARKER 3.760.000,00$ 3.760.000,00$ 2 1 CILINDRO HIDRAULICO DE GIRO 5.00C2HKNAT124A3.150 PARKER 1.900.000,00$ 1.900.000,00$ 3 1 MOTOR HIDRAULICO M4B04512S20NB 3.000.000,00$ 3.000.000,00$ 4 1 BRIDA MOTOR-BOMBA B5 150.000,00$ 150.000,00$ 5 1 MOTO REDUCTOR GK59 ACORN 960.000,00$ 960.000,00$ 6 1 TANQUE DE 22 LITROS DEPOSITO DE 25x22x40 mm 150.000,00$ 150.000,00$ 7 1 MOTOR ELECTRICO 3,7 kW MOTOR WEG W22 112M 300.000,00$ 300.000,00$ 8 1 CAMPANA ME - BH HL CONTARINI 50.000,00$ 50.000,00$ 9 1 B. ENGRANAJES DE 3,6 GPM CONTARINI PG063 250.000,00$ 250.000,00$ 10 1 FILTRO DE SUCCIÓN 20.000,00$ 20.000,00$ 11 1 BLOQUE DE VALVULAS CETOP 3 400.000,00$ 400.000,00$ 12 3 VALVULAS DIRECCIONALES 1.680.000,00$ 5.040.000,00$ 13 1 VALVULA CONTROL DE FLUJO DOBLE 450.000,00$ 450.000,00$ 14 1 VALVULA CONTRABALANCE 400.000,00$ 400.000,00$ 15 1 MANOMETRO DE 1,5 in, 0-3000 PSI 70.000,00$ 70.000,00$ 16 1 FILTRO DE RETORNO 50AT PARKER 180.000,00$ 180.000,00$ 17 1 RESPIRADERO EN SILICA GEL AIR SENTRY X100 WHITMORES 200.000,00$ 200.000,00$

17.280.000,00$

SISTEMA HIDRAULICO

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8.2 COSTOS DEL SISTEMA ELECTRICO Y DE CONTROL

Para determinar los costos del sistema eléctrico y de control se tuvieron en cuenta los elementos seleccionados de los catálogos de las marcas WEG, UNITRONICS, DANFOSS que son suministrados por proveedores nacionales, como se muestra en la tabla 22.

Tabla 22. Sistema eléctrico y de control

8.3 COSTOS DE LA ESTRUCTURA

Para los costos de la estructura de la plataforma se tienen en cuenta los rieles donde va estar apoyada la estructura y se determina el total de los perfiles de acero en kilogramos. El valor del kilogramo suministrado por proveedores nacionales es de aproximadamente $ 2.300 y se resume en la tabla 23.

Item Cant. Descripción Referencia Costo Unit. COP Costo Total COP1 1 FUENTE DE ALIMENTACIÓN 220 VAC - 24 VDC - 5 A 86.400,00$ 86.400,00$ 2 1 MINI BREAKER 5 A 6.451,00$ 6.451,00$ 3 2 MINI BREAKER 1 A 6.451,00$ 12.902,00$ 4 1 MINI BREAKER 6 A 6.451,00$ 6.451,00$ 5 1 MINI BREAKER 2 A 6.451,00$ 6.451,00$ 6 1 CONTACTOR CWB18-11-30-C03. WEG 95.798,00$ 95.798,00$ 7 1 DISYUNTOR MAGNETICO 600.000,00$ 600.000,00$ 8 1 PLC UNITRONICS MOD. V350-35-R34 1.900.000,00$ 1.900.000,00$ 9 1 TRANSDUCTOR DE PRESIÓN 200 bar 350.000,00$ 350.000,00$ 10 7 SENSOR INDUCTIVO 30 mm 70.000,00$ 490.000,00$ 11 1 SENSOR ANTICOLISION 400.000,00$ 400.000,00$ 12 1 PULSADOR CON BLOQUE NC 4.147,00$ 4.147,00$ 13 1 PULSADOR CON BLOQUE NA 4.147,00$ 4.147,00$ 14 9 RELES DE 8 PINES CON BASE 26.024,00$ 234.216,00$ 15 1 BALIZA 90.000,00$ 90.000,00$ 16 1 INDICADOR SONORO 67.000,00$ 67.000,00$ 17 1 COFRE DE 50cms x 80 cms x 30cms 183.743,00$ 183.743,00$

4.537.706,00$

SISTEMA ELECTRICO Y DE CONTROL

85

Tabla 23. Costos de la estructura

8.4 COSTOS DE LOS ACCESORIOS

En los costos de los accesorios se tienen en cuenta los elementos complementarios en el diseño de la plataforma, tales como las ruedas guía, rodamientos y la cadena de izaje.

Tabla 24. Costos de accesorios

8.5 COSTOS DE MANO DE OBRA

Se estableció que para el diseño y fabricación de la plataforma de parqueo se puede tomar un tiempo aproximado de 3 meses y para esto se debe contar con personal técnico capacitado y 2 ingenieros mecánicos.

Item Cant Descripción Referencia Costo Unit. COP Costo Total COP1 2 RIEL ASCE_85AS 960.000,00$ 1.920.000,00$ 2 Viga C UPN 2003 Viga C UPN 2404 TUBO CUADRADO 127 x 127 ESP. 4Pet CUA 127 esp. 45 TUBO CUADRADO 130 X 50 - esp. 3,5 Pet REC 130 x 50 - esp. 3,56 TUBO CUADRADO 126 x 60 - esp. 3,5Pet REC 120 x 60 - esp. 3,5 7 TUBO CUADRADO 50 x 50 - esp. 3 Pet REC 50 x 50 espesor 38 LAMINA HR 4 ft x 8 ft - 1/8 SAE A369 LAMINA HR 4 ft x 8 ft - 3/8 SAE A36

6.439.500,00$

2.300,00$ 4.519.500,00$ 1965

ESTRUCTURA

Item Cant. Descripción Referencia Costo Unit. COP Costo Total COP1 8 RUEDAS GUIA ROD-3-PP-053-A-F00/BN-7/16-PL-NE-TP IMSA 23.000,00$ 184.000,00$ 2 2 RODAMIENTO RADIAL DE BOLASSKF 209 63.000,00$ 126.000,00$ 3 8 RODAMIENTO RADIAL DE BOLASSKF 210 85.000,00$ 680.000,00$ 4 1 RODAMIENTO AXIAL SKF 29412 E 1.043.954,00$ 1.043.954,00$ 5 8 RODAMIENTO RADIAL DE BOLAS63001-2RS1 30.000,00$ 240.000,00$ 6 8 RODAMIENTO RADIAL DE BOLAS62200-2RS1 40.000,00$ 320.000,00$ 7 3 CADENA DE IZAJE PHC BL544 - SKF 120.000,00$ 360.000,00$

2.953.954,00$

ACCESORIOS

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Tabla 25. Costos de mano de obra

El costo total del sistema mecánico de parqueo rotativo es de COP $ 40.311.160

Item Cant. Descripción Referencia Costo Unit. COP Costo Total COP1 3 TECNICO ARMADOR 1.100.000,00$ 3.300.000,00$ 2 1 TECNICO ELECTRICISTA 1.300.000,00$ 1.300.000,00$ 3 1 DIBUJANTE 900.000,00$ 900.000,00$ 4 2 INGENIERO MECANICO 1.800.000,00$ 3.600.000,00$

9.100.000,00$

TOTAL COP 40.311.160,00$

MANO DE OBRA

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9. CONCLUSIONES

De acuerdo a los requerimientos de operación del sistema se determinó que la tecnología hidráulica es la opción más apropiada para transmitir los movimientos a la estructura. A través de una unidad hidráulica de potencia se puede generar la energía necesaria para trasladar, girar y elevar una carga de 3 toneladas a velocidades controladas.

Los materiales y componentes seleccionados cuentan con las características mecánicas requeridas por el sistema, son de fácil consecución; lo cual es una ventaja teniendo en cuenta que el sistema será fabricado en masa.

El diseño del sistema beneficia a sus usuarios en temas de seguridad, teniendo en cuenta la cultura y las condiciones sociales en nuestro país, ya que no es necesario dejar las llaves del vehículo en manos de terceros, como sucede en algunos parqueaderos donde otra persona se encarga de estacionar y entregar el vehículo a la salida.

En términos de viabilidad, un aspecto positivo que se debe tener en cuenta comparado con otras soluciones, es que la plataforma de parqueo rotatoria es una opción que permite duplicar la capacidad de parqueo de una bahía de un estacionamiento elevando un vehículo a un segundo nivel en la misma área de parqueo, sin necesidad de la inversión económica de realizar obras civiles y locativas de gran envergadura.

Adicionalmente, el sistema brinda a cada usuario independencia en la zona de estacionamiento superior de la plataforma y en la parte inferior de ella, obteniendo seguridad para cada vehículo en cuanto a daños por colisiones, las cuales en la mayoría de los casos se producen por otros automotores en la actividad de parqueo. También se logra que cada usuario del parqueadero pueda retirar su automotor de manera independiente, sin encontrar bloqueos por movilidad como se ven en las plataformas mecánicas de parqueo actuales.

La alternativa de solución dada, cuenta con diferentes componentes que permiten realizar el ciclo de funcionamiento. El sistema eléctrico, hidráulico, control y estructural requiere el desarrollo de un esquema de mantenimiento correctivo, preventivo y predictivo, por tal motivo es de total importancia que se cuente con personal capacitado en diferentes ramas de la ingeniería, los cuales deberán garantizar el óptimo funcionamiento de la plataforma rotativa de parqueo. Además de esto se deberá contar con stock de elementos críticos de los sistemas que

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componen el parqueadero, esto con el objetivo de tener una rápida respuesta de cambio o reparación ante cualquier eventualidad de operación.

Para la instalación del parqueadero rotativo, se debe tener presente las siguientes condiciones locativas, las cuales son de total importancia para el funcionamiento de los sistemas:

• Conexión eléctrica a 220/440V

• Nivel del terreno donde se realizará la instalación de las rieles ASCE85AS

En el aspecto logístico de la implementación del sistema en varias bahías, es necesario disponer de una zona de tránsito vehicular de tres carriles, ya que en caso de que dos plataformas estén siendo utilizadas de manera simultánea los vehículos que estén en tránsito puedan circular sin inconvenientes y se eviten bloqueos.

Al realizar el análisis de la implementación del sistema de parqueo se puede observar que el diseño inicial puede ser mejorado, encontrando oportunidades que apunten a disminuir los costos iniciales de COP $ 40.311.160 por cada sistema de parqueo.

Revisando los costos del sistema hidráulico de la plataforma rotativa de parqueo, se puede establecer que la propuesta inicial se realizó con elementos de importación que fueron cotizados con un solo proveedor y para una sola máquina, los cuales hacen la propuesta económica muy elevada, por tal motivo se puede realizar una búsqueda con diferentes proveedores nacionales e internacionales (China), y tratar de negociar por volumen.

Si se realiza el análisis de implementación de la totalidad de bahías del parqueadero de la portería N°5 se llega a la conclusión que es una propuesta de diseño inviable económicamente no solo por la inversión inicial, si no por todo el desarrollo que se debe tener de mantenimiento y en adecuaciones locativas del terreno actualmente analizado.

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10. RECOMENDACIONES

Para la implementación de la plataforma de parqueo rotativa se debe tener en consideración las características del terreno, no solo en cuanto a dimensiones sino también a desniveles y compactibilidad del subsuelo. La plataforma rueda sobre dos rieles y estos deben estar nivelados para no provocar esfuerzos adicionales a los estudiados, que afecten la operación y vida útil del sistema.

El sistema hidráulico de potencia, por los mismos principios de funcionamiento, se debe monitorear periódicamente con el propósito de verificar las condiciones óptimas de limpieza del aceite previniendo fallas, así como también las condiciones de presión del sistema y temperatura del aceite, para que estos no afecten la viscosidad del aceite.

Otro aspecto importante a tener en cuenta en el diseño de la estructura es la lubricación de superficies en contacto, ya que es de vital importancia prevenir el desgaste prematuro de los componentes. De esta manera, se sugiere la implementación de puntos de lubricación en componentes en movimiento, o la implementación de un sistema central de lubricación automático.

En caso de que el sistema sea implementado en masa en zonas de parqueadero público o privado, es necesario mejorar la programación de los PLC para la operación de las plataformas interactúen de tal forma que no se presenten colisiones por uso o por simultaneidad en la operación.

Desarrollar e implementar una lógica de programación complementaria para efectuar las rutinas de mantenimiento y autodiagnóstico, de modo que sean verificables los parámetros de operación del sistema, tales como el tiempo de cada una de las secuencias de movimiento y las señales de los sensores de los sensores de finales de carrera.

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ANEXOS

ANEXO A. CATÁLOGO DE SELECCIÓN DE CILINDROS RDH PARKER

93

ANEXO A.(continuación)

94

ANEXO A.(continuación)

95

ANEXO B. FICHA TÉCNICA DE LA CADENA DE IZAJE DE SKF

96

ANEXO C. FICHA TÉCNICA DE RODAMIENTO AXIAL BASE COLUMNA SKF

97

ANEXO D. FICHA TÉCNICA DEL RODAMIENTO DE PIVOTE DE LA COLUMNA

98

ANEXO E. CATÁLOGO DE CILINDRO HIDRÁULICO 2H PARKER

99

ANEXO G.(continuación)

100

ANEXO G.(continuación)

101

ANEXO G.(continuación)

102

ANEXO F. FICHA TÉCNICA DE MOTORES HIDRÁULICOS PARKER

103

ANEXO. H.(continuación)

104

ANEXO. H.(continuación)

105

ANEXO G. FICHA TÉCNICA DE REDUCTORES ACORN

106

ANEXO.I.(continuación)

107

ANEXO H. CATÁLOGO DE MOTOR ELÉCTRICO WEG

108

ANEXO. J.(continuación)

109

ANEXO I. CATÁLOGO DEL RIEL ASCE 85AS

110

ANEXO. K.(continuación)

111

ANEXO J. CATÁLOGO DE VÁLVULAS D1VW DE PARKER

112

ANEXO K. PLANOS ESTRUCTURALES

113

ANEXO. M.(continuación)

114

ANEXO. M.(continuación)

115

ANEXO. M.(continuación)

116

ANEXO.M.(continuación)

117

ANEXO. M.(continuación)

118

ANEXO. M.(continuación)

119

ANEXO. M.(continuación)

120

ANEXO. M.(continuación)

121

ANEXO.M.(CONTINUACIÓN)

122

ANEXO. M.(continuación)

123

ANEXO. M.(continuación)

124

ANEXO L . PLANO DE DIAGRAMA HIDRÁULICO

125

ANEXO M. PLANO DE UNIDAD HIDRÁULICA

126

ANEXO N. PLANOS ELÉCTRICOS Y DE CONTROL

127

ANEXO. P(CONTINUACIÓN)

128

ANEXO. P.(continuación)

129

ANEXO. P.(continuación)

130

ANEXO. P.(continuación)