GRÚA TELESCÓPICA AUTOPROPULSADA DOCUMENTO 1. ÍNDICE GENERAL

Transcripción

1 eman ta zabal zazu ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL DE BILBAO GRADO EN INGENIERÍA MECÁNICA TRABAJO FIN DE GRADO 2014 / 2015 GRÚA TELESCÓPICA AUTOPROPULSADA DOCUMENTO 1. ÍNDICE GENERAL DATOS DE LA ALUMNA O DEL ALUMNO NOMBRE: VANESA APELLIDOS: BURGOS SÁNCHEZ DATOS DEL DIRECTOR O DE LA DIRECTORA NOMBRE: ERIK APELLIDOS: MACHO MIER DEPARTAMENTO: INGENIERÍA MECÁNICA FDO.: FECHA: FDO.: FECHA: Anexo II

2 DOCUMENTO 1. ÍNDICE GENERAL DOCUMENTO 2. MEMORIA Índice memoria 2.1 Objeto del proyecto Alcance del proyecto Antecedentes Historia y evolución de las grúas Evolución de la grúa desde la ingeniería Evolución de la energía utilizada en grúas Aparición de la polea Tornos y cabestrantes Evolución de los materiales Aplicaciones y tipos de grúas Normas y referencias Disposiciones legales y normas aplicadas Bibliografía Programas de cálculo EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 1

3 2.5 Definiciones y abreviaturas Requisitos de diseño Chasis Superestructura Análisis de soluciones Radios de funcionamiento Materiales Conclusiones Resultados finales Descripción de la pluma telescópica Selección del tipo de perfil Material de la pluma Tramos de la pluma Proceso de fabricación Patines Material de los patines Tapas traseras EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 2

4 Tapas frontales Carcasas para patines Cabeza de la pluma Ensamblaje de la pluma Sistema de telescopado Cilindro telescopado Elementos de estanqueidad Cuerpo telescopado Pinzas de desenclavamiento Cilindros hidráulicos de carrera corta Bulones Resortes Funcionamiento del sistema telescopado Sistema de elevación de la pluma Funcionamiento Camisa Cabeza del cilindro EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 3

5 Vástago Pistón Elementos de estanqueidad Bulones Cojinetes Circlips Sistema de rotación Rodamiento Motor Cabestrante Tambor Poleas Gancho Contrapeso Estabilizadores Planificación El proceso de diseño EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 4

6 2.9.2 Fases del proceso de diseño Orden de Prioridad de Documentos Índice de figuras Figura 1: Modelo de las primeras grúas....9 Figura 2: Combinaciones de poleas Figura 3: Grúa antigua Figura 4: Grúa telescópica autopropulsada Figura 5: Pluma telescópica Figura 6: Grúa telescópica autopropulsada sobre cadenas Figura 7: Grúa con pluma en celosía Figura 8: Grúa con pluma telescópica Figura 9: Grúa telescópica autopropulsada Figura 10: Pluma telescópica Figura 11: Patín frontal Figura 12: Montaje del patín frontal en la tapa frontal Figura 13: Patín trasero Figura 14: Montaje del patín trasero en la tapa trasera EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 5

7 Figura 15: Tapa trasera Figura 16: Tapa delantera Figura 17: Carcasa frontal Figura 18: Cabeza pluma Figura 19: Pluma ensamblada Figura 20: Cilindro de telescopado Figura 21: Cuerpo de telescopado Figura 22: Pinzas de desenclavamiento Figura 23: Bulón de arrastre Figura 24: Bulón de anclaje Figura 25: Cuerpo superior del bulón de anclaje Figura 26: Cuerpo inferior del bulón de anclaje Figura 27: Disposición del cilindro de elevación en la grúa Figura 28: Cilindro de elevación Figura 29: Imagen del bulón ranurado Figura 30: Rodamiento Rothe Erde Figura 31: Disposición de las poleas en la grúa EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 6

8 Figura 32:Proceso de diseño de la grúa 72 Índice de tablas Tabla 1. Gráfica de los radios de funcionamiento. Grove GMK Tabla 2. Gráfica de los radios de funcionamiento Luna AT Tabla 3. Gráfica de los radios de funcionamiento Liebherr LTM Tabla 4: Características principales de la grúa telescópica DOCUMENTO 3. ANEXOS Índice anexos Anexo 1: Documentación de partida 3.1 Resumen de las dimensiones y características principales de la grúa Anexo 2: Cálculo de la estructura de la grúa 3.2. Clasificación del aparato y determinación de solicitaciones Tipo del servicio del aparato de elevación Vida del mecanismo Estado de carga Clasificación del aparato EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 7

9 3.2.3 Descripción de las solicitaciones Solicitaciones principales Solicitaciones debidas a movimientos verticales Solicitaciones debidas a movimientos horizontales Solicitaciones debidas a efectos climáticos Determinación de solicitaciones Aparato en servicio sin viento Aparato en servicio con viento Aparato fuera de servicio con viento máximo Anexo 3: Dimensionamiento y diseño de los elementos 3.3 Dimensionamiento de la pluma En servicio sin viento En servicio con viento Fuera de servicio con viento máximo Dimensionamiento del sistema de telescopado Cilindro telescopado Fuerza máxima de compresión EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 8

10 3.4.3 Cálculo del diámetro del vástago Cálculo de la superficie de empuje del pistón Cálculo de la camisa Dimensionamiento del sistema de elevación de la pluma Cilindro hidráulico Cálculo del esfuerzo de compresión del cilindro y diámetro del vástago Calculo del diámetro del pistón Cálculo de la camisa Dimensionamiento del cabestrante Selección del cable Selección de poleas Dimensionado del sistema de polipastos Cálculo del eje de las poleas Dimensionamiento de los estabilizadores Dimensionamiento del sistema de rotación Motor EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 9

11 Cálculo del par de rozamiento de arranque Cálculo del par torsor del viento Cálculo del momento torsor total Cálculo del par de cálculo Cálculo de la potencia del motor Selección del motor Comprobación de la potencia de arranque Anexo 4: Dimensionamiento de elementos secundarios 3.9 Bulones Bulones de anclaje del cilindro de elevación Bulón de anclaje pluma-estructura Bulones de anclaje del sistema telescopado Resortes Anexo 5: Selección de elementos por catálogo 3.11 Cilindros hidráulicos de carrera corta Rodamientos de giro EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 10

12 3.13 Circlips Poleas Ganchos Cojinetes Elementos de estanqueidad Sistema telescopado Sistema de elevación Anexo 6: Hojas de especificaciones del fabricante 3.18 Catálogo de cojinetes GAES Rodamientos Rothe Erde, serie K Circlips AASRAA Cables y alambres especiales,s.a Poleas McKissick Ganchos McKissick Propiedades del material 1100 QL Propiedades del material 960 QL EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 11

13 3.26 Guía del vástago Guía del pistón Rascador Junta del pistón Cilindros hidráulicos D.E. brida delantera, CICROSA Motores Bonfiglioli Índice de figuras Figura 1. Representación de los valores. (Según UNE ) Figura 2: Esquema de fuerzas que actúan sobre la pluma en servicio sin viento Figura 3: Esquema de fuerzas que actúan sobre la pluma en servicio con viento Figura 4: Esquema de fuerzas que actúan sobre la pluma fuera de servicio con viento máximo Figura 5: Longitud de pandeo según la fijación Figura 6: Configuración de la grúa y el cilindro hidráulico Figura 7: Gráfica de las fuerzas de compresión Figura 8: Gráfica de los diámetros del vástago Figura 9: Valores del coeficiente h2 para diferentes disposiciones (Según FEM) EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 12

14 Figura 10: Esquema del recorrido del cable Figura 11: Tambor de elevación (Catálogo de Liebherr) Figura 12. Esquema representativo de la disposición de las poleas en la cabeza de la grúa Figura 13. Ciclo de carga crítico del eje de las poleas Figura 14. Factor de acabado superficial Cs Figura 15. Diagrama de soderberg Figura 16. Disposición de los estabilizadores Figura 17.Diagrama de ciclo de carga del bulón Figura 18.Diagrama de ciclo de carga del bulón Figura 19.Diagrama de ciclo de carga del bulón Figura 21. Cálculo gráfico del factor de arrollamiento (Libro, Cálculo rápido de muelles y resortes ) Figura 22: Curva de carga límite estática Figura 23. Horas de vida de los cojinetes en función de P v Índice de tablas Tabla 1: Características de la grúa EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 13

15 Tabla 2: Cargas para una longitud de 11m Tabla 3: Cargas para una longitud de 20m Tabla 4: Cargas para una longitud de 29m Tabla 5: Cargas para una longitud de 38m Tabla 6: Definición de la vida del mecanismo (Según FEM) Tabla 7: Definición del estado de carga (Según FEM) Tabla 8: Clasificación del aparato (Según FEM) Tabla 9: Valores de velocidades y presiones de viento Tabla 10: Cálculo coeficiente C Tabla 11: Resumen de cargas Tabla 12: Valores de M en función del grupo (Según FEM) Tabla 13: Datos de la grúa Tabla 14: Dimensiones de la pluma Tabla 15: Valores de la fuerza de compresión según el ángulo de inclinación de la grúa Tabla 16: Gráfica de los valores de la fuerza de compresión según el ángulo de inclinación de la grúa Tabla 17: Valor de la eficiencia de la junta EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 14

16 Tabla 18: Resumen de dimensiones y fuerzas del cilindro telescópico Tabla 19: Fuerzas de longitud según ángulo y longitud Tabla 20: Diámetros del vástago Tabla 21: Resumen de dimensiones y fuerzas del cilindro hidráulico Tabla 22: Rendimiento del aparejo Tabla 23: Coeficientes Zp (Según FEM) Tabla 24: Valores del coeficiente h 1 (según FEM) Tabla 25: Resumen de diámetros mínimos (Según FEM) Tabla 26. Resumen de las capas de enrollamiento del cable y de la longitud almacenable de este Tabla 27. Factor de fiabilidad Tabla 28: Factor de corrección según el tipo de servicio Tabla 29: Características del muelle Tabla 30: Resumen de resultados EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 15

17 DOCUMENTO 4. PLANOS Plano Nº Título Formato EGP-1 Explosionado grúa telescópica A1 GP-2 Subconjunto primer tramo A3 GP-2.1 Tramo 1 A2 GP-2.3 Tapa frontal A4 GP-2.4 Patín frontal tramo 1 A4 GP-2.5 Carcasa patín frontal tramo 1 A4 GP-3 Subconjunto segundo tramo A3 GP-3.1 Tapa trasera A4 GP-3.2 Tramo 2 A2 GP-3.3 Bulón telescopado superior A4 GP-3.4 Bulón telescopado inferior A4 GP-3.6 Patín trasero tramo 2 A3 GP-3.7 Patín frontal tramo 2 A4 GP-3.8 Tapa frontal A4 GP-3.9 Carcasa patín frontal tramo 2 A4 EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 16

18 GP-4 Subconjunto tercer tramo A3 GP-4.1 Tapa trasera A4 GP-4.2 Tramo 3 A2 GP-4.4 Bulón telescopado inferior A4 GP-4.6 Patín trasero tramo 3 A3 GP-4.7 Patín frontal tramo 3 A4 GP-4.8 Tapa frontal A4 GP-4.9 Carcasa patín frontal tramo 3 A4 GP-5 Subconjunto cuarto tramo A3 GP-5.1 Tapa trasera A4 GP-5.2 Tramo 4 A2 GP-5.4 Bulón telescopado inferior A4 GP-5.6 Patín trasero tramo 4 A3 GP-5.9 Eje rodillo superior A3 GP-5.10 Eje inferior cabeza grúa A3 GP-5.11 Eje poleas superior A3 EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 17

19 GP-6 Subconjunto ensamblaje telescopado A3 GP-6.1 Cuerpo sistema telescopado A3 GP-6.3 Bulones de arrastre lateral A4 GP-6.4 Pinzas de desenclavamiento A4 GP-6.5 Vástago telescopado A4 GP-6.6 Pistón cilindro telescopado A4 GP-6.7 Camisa telescopado A4 GP-7 Subconjunto ensamblaje cilindro elevación A3 GP-7.1 Bulón inferior cilindro A3 GP-7.2 Bulón superior cilindro A3 GP-7.3 Pistón elevación A4 GP-7.4 Cabeza cilindro elevación A3 GP-7.5 Vástago cilindro hidráulico A4 GP-7.6 Camisa cilindro elevación A4 EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 18

20 DOCUMENTO 5. PLIEGO DE CONDICIONES Índice del pliego de condiciones 5.1. Objeto del Pliego y ámbito de aplicación Documentos que definen la norma Compatibilidad y relación entre los documentos Condiciones generales de aspecto facultativo Delimitación de las funciones técnicas Del proyecto y su ejecución Condiciones generales Especificación de elementos y materiales Elementos fabricados Componentes adquiridos mediante compra Transporte Pliego de condiciones de seguridad y mantenimiento Aspectos de seguridad Mantenimiento Revisiones y mantenimiento particulares EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 19

21 5.4.3 Montaje Pasos previos Montaje de los diferentes componentes Sistema de telescopado Pluma telescópica Cilindro de elevación Pliego de condiciones económicas Fianzas y seguros Plazo de ejecución y sanción por retraso Precios contradictorios Mediciones y valoraciones Unidades por administración Abono de ensayos y pruebas Certificación y abono Pliego de condiciones legales Medidas de seguridad EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 20

22 5.6.2 Permisos y licencias Daños a terceros Seguro de la obra Pliego de condiciones particulares Materiales Manipulación y almacenamiento Protección contra la corrosión Uniones mecánicas Control de calidad Control de calidad de la documentación del taller Control de calidad de la fabricación Control de calidad de la documentación del montaje Control de calidad del montaje Obligaciones por parte de la empresa Obligaciones por parte del propietario Personal encargado del manejo Requisitos esenciales de seguridad y salud EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 21

23 5.11 Homologación de la grúa Fabricación de la grúa DOCUMENTO 6. ESTADO DE MEDICIONES Índice estado de mediciones 6.1 Elementos adquiridos Elementos fabricados Operaciones... 4 DOCUMENTO 7. PRESUPUESTO 7.1 Índice presupuesto Introducción Coste correspondiente al coste del proyecto Coste correspondiente a la compra de elementos disponibles en el mercado Coste correspondiente a la fabricación de piezas Coste total del proyecto... 9 EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 22

24 DOCUMENTO 8. ESTUDIOS CON ENTIDAD PROPIA Índice de estudios de entidad propia 8.1 Introducción Generalidades Montaje de la grúa en el vehículo portante Seguridad en los sistemas hidráulicos Válvulas de seguridad Limitador de final de carrera del gancho Pestillo de seguridad Detector de tensión Limitadores Indicador de nivel Emplazamiento del vehículo Nivelación Posición de trabajo. Despliegue de la grúa Cargas Mantenimiento EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 23

25 8.16 Código de señales Condiciones físicas de un operador Montaje de la grúa Comenzar a trabajar Desmontaje de la grúa Índice de figuras Figura 1: Vuelco de una grúa... 8 Figura 2: Correcto posicionamiento de los estabilizadores Figura 3: Correcto posicionamiento de las patas estabilizadores Figura 4: Correcto posicionamiento de la extensión estabilizadores Figura 5: Código de señales Figura 6: Colocación de los estabilizadores si hay hoyos cerca Figura 7: Electrocución por falta de incumplimiento de las normas EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 24