GRÚA TELESCÓPICA AUTOPROPULSADA RESUMEN

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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 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 Índice 1. Objeto del Proyecto Datos de partida Estimación de procedimientos, cálculos y estudios Proyectos Técnicos Análisis funcional del proyecto Desarrollo técnico de los aspectos funcionales Estimación de cálculos Estudios Análisis básico de los objetivos a analizar Descripción básica de las actividades o procedimientos Planos Presupuesto Fuentes de información y herramientas... 9 EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 1

3 1. Objeto del proyecto El objetivo principal del presente proyecto es investigar en un tema relacionado con los estudios cursados y asentar los conocimientos y herramientas adquiridas a lo largo de la formación de ingenieros. Obtener una visión global de las fases de diseño de cualquier aparato o máquina, utilizando las herramientas y conocimientos de los que se dispone y comprobar las diferentes alternativas que el mercado nos ofrece. Otros objetivos de carácter más técnico son el diseño y el análisis de la pluma telescópica de una grúa autopropulsada de 50 toneladas, así como el diseño de los principales componentes de una grúa de este tipo, como por ejemplo los sistemas de telescopado, elevación de la pluma, rotación de la estructura y estabilización, entre otros. Dado que el proyecto trata de una grúa telescópica autopropulsada, será necesaria la aplicación de conocimientos de mecánica, diseño de máquinas, resistencia de materiales y mecánica de fluidos, entre otras. Otro aspecto para la elección de este proyecto es el hecho de que se trata de un elemento básico en el mundo de la construcción, pero del cual existe muy poca información, y por ello, un posible amplio campo de mejora. 2. Datos de partida CARACTERÍSTICAS DE LA GRÚA Montaje Sobre camión con ruedas Capacidad de carga máxima 50 T Ángulo de rotación 360º Ángulo máximo de inclinación 82º Longitud de la pluma máximo 38 m Carga crítica 452 kn Longitud crítica 20 m EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 2

4 Ángulo de inclinación crítico 80º Perfil de la grúa Rectangular Nº de tramos 4 Peso de la pluma 6 T Peso del contrapeso 9 T Tabla 1: Características de la grúa 3. Estimación de procedimientos, cálculos y estudios 3.1. Proyectos Técnicos Análisis funcional del proyecto El proyecto se basa en el estudio de la pluma telescópica para una grúa autopropulsada. También se diseña un sistema de telescopado para permitir la extensión de la pluma. De forma secundaria, también se diseñarán los mecanismos para permitir el resto de movimientos de la grúa, como la elevación de la pluma, la rotación de la estructura, el cabrestante y la estabilización de la grúa. La superestructura de la grúa está formada principalmente por los siguientes elementos: a) Plataforma base: es la encargada de soportar la pluma telescópica, equipo de elevación, cabina de mando y contrapesos, también contiene el sistema de estabilización. b) Corona de giro: es la pieza que asegura la unión del conjunto móvil y la base. Debe poseer la capacidad de transmitir los esfuerzos que se originan. Permite realizar a la superestructura un giro de 360º. c) Accionamiento: el sistema de accionamiento es hidráulico. d) Mando: el mando se efectúa por medio de una palanca de cuatro posiciones. Un sistema electrónico permite la regulación de todos los movimientos de la grúa sin escalonamientos. EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 3

5 e) Equipo de elevación: - Motor grúa: sistema mecánico que permitir accionar los elementos necesarios para la elevación de la carga. - Cabrestante: es un dispositivo mecánico, impulsado por un motor, con un cable, que sirve para arrastrar, levantar o desplazar las cargas. f) Cabina del gruísta: es una pequeña estructura diseñada para que el operario realice las acciones necesarias con mayor seguridad y comodidad. Dispone de todos los controles necesarios para realizar las operaciones. La cabina se fabrica con chapas de acero con tratamiento superficial contra la corrosión y oxidación y lleva lunas de seguridad. g) Dispositivos de seguridad: sistema integrado en la grúa para que se pueda realizar una acción lo más controlada posible e intentar evitar posibles imprevistos. Lo forman el controlador de cargas, el limitador final de carrera y las válvulas de seguridad contra la ruptura de tuberías y mangueras hidráulicas. También produce la parada del tambor del cable de elevación, conservando tres vueltas de cable. h) Pluma telescópica: formada por diversas secciones que permiten variar la longitud a través de un procedimiento telescópico. i) Contrapesos: son pesos de tal forma dispuestos que permiten equilibrar las fuerzas o pares producidos. j) Gancho: elemento que permite, mediante una polea, elevar y descender la carga Desarrollo técnico de los aspectos funcionales En este estudio se ha diseñado la forma y dimensiones de la pluma telescópica, así como algunos de los elementos necesarios para su funcionamiento. Algunos de estos elementos se han cogido de catálogos de fabricantes. No serán objeto de definición ni estudio el cálculo de las partes y accionamientos eléctricos, ni la alimentación del motor. EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 4

6 3.1.3 Estimación de cálculos El objetivo principal es diseñar la mayor parte de los componentes de forma que fueran estándar y se pudieran obtener directamente de catálogos, disminuyendo así el costo de fabricación de dichos elementos. Para el cálculo de la pluma y sus diferentes elementos se ha seguido un libro especializado en grúas que cumple con las normas para aparatos de elevación y manutención. Se trata del libro Grúas de E. Larrodé y A. Miravete. Todos los cálculos realizados se han llevado a cabo de la forma tradicional, usando las fórmulas clásicas de resistencia de materiales y diseño de máquinas. No se ha hecho uso de ningún programa de elementos finitos para el cálculo del presente proyecto. 3.2 Estudios Análisis básico de los objetivos a analizar Junto con los cálculos se exponen la memoria, donde se describe el proyecto, se incluyen también todos los planos necesarios para la correcta interpretación de la construcción de la grúa, además de un pliego de condiciones en el que se establecen las condiciones técnicas, facultativas, económicas y legales necesarias para la realización del proyecto. Se añade también un estado de mediciones y un presupuesto, donde se definen las unidades de partida y el coste de cada una de ellas Descripción básica de las actividades o procedimiento Para el correcto funcionamiento y seguro montaje de la grúa estudiada se ha llevado a cabo un estudio de seguridad y salud en el cual se puede encontrar la forma apropiada de montaje y uso de la grúa. EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 5

7 4. Planos Se adjuntarán todos los planos necesarios para una correcta interpretación: 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 EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 6

8 GP-3.9 Carcasa patín frontal tramo 2 A4 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 7

9 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 8

10 5. Presupuesto Coste total del proyecto Desarrollo del proyecto Elementos disponibles del mercado ,4 Fabricación de piezas Acabados y pinturas Montaje Subtotal ,4 IVA (21%) ,5 TOTAL Fuentes de información y herramientas A) Libros - Diseño de máquinas 1. Avilés, R. Análisis de Fatiga en Máquinas. Thompson Editores 2. Bernaldo de Quirós, A. Cálculo Rápido de Muelles y Resortes. Editorial Labor 3. Navalpotro, S. y Abasalo, M. Apuntes de clase de diseño de máquinas. 4. Shigley, Diseño de ingeniería mecánica, Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Bilbao EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 9

11 5. F. Megyesy, E. Manual de recipientes a Presión. Diseño y Cálculo. Editorial Limusa, S.A. Grupo Noriega Editores. - Grúas 1. Larrodé, È ymiravete, A. Grúas. - Dibujo técnico 1. Urraza, G. Expresión gráfica en la Ingeniería. Dibujo de Ingeniería Industrial; Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Bilbao. - Resistencia de materiales 1. Timoshenko, Resistencia de materiales; Ed. Paraninfo, S.A., Apuntes de clase de resistencia de materiales, Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Bilbao. B) Catálogos - BONFIGLIOLI Motores. - ROTHE ERDE Rodamientos. - Liebherr Grúas - Catálogo cables C) Páginas web - EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 10

12 Programas de cálculo Para la realización de los cálculos del presente proyecto se ha utilizado el programa Microsoft Excel Para la realización de los planos del proyecto se ha utilizado el Solid Edge, así como el autocad para algunos de los dibujos del proyecto. Para la realización de todos los documentos del documento se ha utilizado el programa Microsoft Office Word EUITI BILBAO FEBRERO 2015 Página 11