PROYECTO GRÚA PLUMA PÓRTICO P3

Transcripción

1 Escuela Universitaria Politécnica PROYECTO GRÚA PLUMA PÓRTICO P3 Asignatura: Tecnologías de fabricación Diego Cabaleiro Sabín

2 ÍNDICE GENERAL 1 MEMORIA Objeto Características técnicas de la grúa Cálculos de la potencia de los motores Motor de elevación Motor de translación y motor de giro de pluma Cálculo de la viga Cálculo del pilar Cálculo de la cimentación Cálculo de la placa de asiento Cálculo de los tornillos de anclaje PLANOS Plano de situación Plano de emplazamiento Plano modelo 3D Plano vistas de la grúa Plano de la cimentación/placa/tornillos... 1

3 1 MEMORIA 1.1 Objeto El presente proyecto es el diseño de una grúa pórtico P3 modelo AXR32H1041 capaz de elevar embarcaciones de hasta 5000 kg. La grúa será instalada en la parcela x de la zona costera de Oza en el ayuntamiento de La Coruña. 1.2 Características técnicas de la grúa Carga máxima: Polipasto 5000 kg 500 kg Sección aprox. carga 9 m 2 Brazo útil: Recorrido del gancho: Altura del gancho al suelo: Velocidad de elevación: Velocidad de translación: Velocidad de giro de pluma: 5 m 10 m 6 m 6 / 2 m/min 20 / 5 m/min 0 / 0,84 rpm 1.3 Cálculos de la potencia de los motores Motor de elevación Carga = 5000 kg Velocidad = 6 / 2 m/min Coeficiente mayoración cargas 1,25 Coeficiente minoración resistencias 1, ,

4 Considerando un rendimiento (η) del 80% por pérdidas del polipasto obtenemos la potencia consumida por este motor: ó ,80, Motor de translación y motor de giro de pluma Para estos motores consideramos un 20% más de potencia que el de elevación, por lo tanto: ó 1, ,5 1.4 Cálculo de la viga Vamos a utilizar un perfil doble T y para calcularlo tenemos que tener en cuenta los momentos debidos a la carga y al peso propio de la viga. Escogemos un perfil de las siguientes dimensiones: 3

5 El momento debido a la carga es: , El momento debido al peso propio de la viga es: 5,75 3,50 3,35 5,51 1,67 1, , ,7 2, El momento total es: ,10 Siguiendo la ecuación fundamental de la tensión: Resistencia característica del acero (σ) = 2600 kg/cm 2 Coeficiente de seguridad = 1,8 σ 1, ,8 4

6 Para la viga elegida calculamos su módulo de flexión: Por lo tanto nos valen las dimensiones de este perfil ya que 3043 cm cm 3. A continuación se va analizar la deformación, para ello utilizamos la siguiente ecuación: 3 Módulo de elasticidad del acero (E) = 2, kg/cm 2 La flecha máxima es: , El momento de inercia para el perfil elegido es:

7 Ahora calculamos la flecha debida a la carga y al propio peso de la viga: ,110 / 1, / 5, ,110 / 0, Entonces: 1,53 0,094 1,62,, Por lo tanto es correcto. 1.5 Cálculo del pilar 6

8 El viento provoca un efecto de flexión y de torsión sobre el pilar. Superficie de la carga = 9 m 2 Presión de viento = 89 kg/m 2 (Consultada en el mapa de cargas de viento para la zona donde se va a montar la grúa; zona eólica Y, expuesta, para una altura de hasta 9 metros). Escogemos un perfil de las siguientes dimensiones: A continuación se indican los cálculos por el efecto de flexión provocado por el viento sobre la viga, carga y pilar: Sobre la viga: 0,575 5, , Sobre la carga: Sobre el pilar: 0,750 7,775 0, ,49 259,49 7,

9 El momento total por efecto de flexión provocado por el viento es de: El momento total por el efecto de flexión es de: ó A continuación se indican los cálculos por el efecto de torsión provocado por el viento: Debido a la viga: 292 5, Debido a la carga: El momento total por el efecto de torsión es de: ó A continuación se analiza la compresión: ó ,70 Para proceder con los cálculos necesitamos los valores estáticos; son los siguientes: 8

10 , , , , , , ,79 186, , , ,79 186,49 26,23 Se tiene que cumplir para el perfil elegido que: σ 1,8 ó 2 ó ó Resistencia característica del acero (σ) = 2600 kg/cm 2 Coeficiente de seguridad = 1,8 Analizamos el tipo de deformación que sufre la viga y calculamos la esbeltez para obtener el valor del coeficiente w: ,5 59,28 1,21 26,23 Ahora se substituyen todos los valores en la ecuación para ver si se cumple: 2600 / 1, , , ,21 186,49,, Por lo tanto es correcto. 9

11 1.6 Cálculo de la cimentación Resistencia terreno (σ terreno) = 1 kg/cm 2 Para empezar calculamos la excentricidad (e): La suma de todos los momentos (M) ya la hemos calculado anteriormente: La suma de todas las cargas (P) en la que no se tiene en cuenta el coeficiente de mayoración es la siguiente: ó 131 5,70 746,7 7 77,75 0,08 7, ,76 ó 3,75 3,75 1,

12 ,7 1073, Por lo tanto la excentricidad (e) queda: 41726, La excentricidad queda fuera del tercio central de la zapata: Al salir del tercio central: á 2 3 Y se tiene que cumplir que: 8 11

13 Comprobamos que se cumple la condición: Se cumple ,75, Ahora calculamos σ max y comprobamos que es menor que la σ terreno : á ,5 375,, Es correcto. 12

14 1.7 Cálculo de la placa de asiento La carga es descentrada. Para calcular las dimensiones de la placa de asiento y posteriormente las de los tornillos de anclaje necesitamos previamente los siguientes coeficientes: Coeficiente de trabajo en el núcleo de la rosca del tornillo (σ an ) : σ 2600 kg/cm 1,8 1444,44 / Coeficiente de trabajo del tornillo de anclaje en la espiga (σ a ): σ 0,75 σ 0, ,44 / 1083,33 / Coeficiente de trabajo en el hormigón (σ h ): σ 250 kg/cm 1,8 138,89 / Coeficientes α, k1 y k2: σ σ , ,33 / 138,89 / σ 0, ,658 0, , ,658 1,281 3 La longitud de la placa se calcula con la siguiente expresión: Nota: La distancia de los tornillos al extremo de la placa (d) será de 10 cm. 13

15 0, , Para que la placa sea cuadrada se tiene que cumplir que: Calculamos el valor que cumpla las dos condiciones anteriores: 53,5 La placa de asiento circular equivalente es: 2 53, El diámetro de la placa de asiento como mínimo tiene que ser: Por lo tanto establecemos como diámetro de la placa de asiento: 1.8 Cálculo de los tornillos de anclaje Número de tornillos: 16 Coeficiente de trabajo admisible adherencia tornillo-hormigón: 10 kg/cm 2 Primero se tiene que calcular el esfuerzo de tracción total (T): 1 14

16 , , Por lo tanto es esfuerzo de tracción sobre cada tornillo (T ) es de: , ,57 La sección necesaria para cada tornillo (A) es: σ 6297,57 4, ,44 / Por lo tanto el diámetro de cada tornillo (D T ) es: 4 4 4,36 2,36 24, Finalmente la longitud de cada tornillo (L T ) es: Es correcto. 6297,57 2,4 10 /,,, 15

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