DISEÑO DE UN SISTEMA DE ELEVACION DE PERSONAS MEDIANTE CABLES PARA LA ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA PRESENTA: WILFER PIMIENTO RUEDA CODIGO: 2031700 HOLMAN SANTANA MORENO CODIGO: 2104530 PRESENTADO A: ING. ALFREDO PARADA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIAS FÍSICO MECÁNICAS ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA MAQUINAS DE ELEVACIÓN Y TRANSPORTE 25 DE JULIO DEL 2014
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DISEÑO DE UN SISTEMA DE ELEVACION DE PERSONAS MEDIANTE
CABLES PARA LA ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA
PRESENTA:
WILFER PIMIENTO RUEDA CODIGO: 2031700
HOLMAN SANTANA MORENO CODIGO: 2104530
PRESENTADO A:
ING. ALFREDO PARADA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERIAS FÍSICO MECÁNICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
MAQUINAS DE ELEVACIÓN Y TRANSPORTE
25 DE JULIO DEL 2014
Se muestra un bosquejo de una posible solución para dar una idea del problema,
pero cada grupo es libre de escoger su diseño, donde cumpla todoslos requisitos
que se han planteado:
Figura 1. Posible solución
Autor: Ing. Alfredo Parada.
Sillas continuas
Una sola silla a la vez
Es para ingeniería mecánica
Menos daños o modificaciones
a la escuela (solo barandas y
rejillas de seguridad de ser
consideradas necesarias)
Todo a base de cables, cable
guia
Sin cabina ni recinto
Traccion electrica
Carga y descarga continuas de
baja velocidad de 5cm/seg
aproximadamaente fuera de la
norma)
Sistema dinamico (fatiga)
Lo mas economico posible
No hay carga y descarga en el
2do piso, solo en el tercero y
primero
Se debe contar con un sistema
de seguridad en las sillas, para
que las personas no se caigan
en el proceso de subida y
descenso (el moviemiento
vertical).
Factor de seguridad minimo de
6 para el cable de suspensión
El diseño debe durar 10^5
ciclos
Peso maximo de la persona
(110 kg)
Gravedad 10 (m/seg^2 )
Sistema metrico (mks)
Dimensiones antropométricas para un percentil 90
El proyecto exige diseño de detalle en solidworks y ánalisis en CAE que sean
necesarios (solidworks mises).
Estos datos se tendran en cuenta al momento de tomar decisiones en la etapa del
diseño del mecanismo de transporte en la escuela de ingenieria mecanica.
Los calculos se tomaran en baseal diseño del teleferico bicable de vaiven, se
tendra en cuenta las condiciones dadas anteriormente .
1. SOLUCIÓN PROPUESTA
Esta es la idea de como hacer el mecanismo, para esto se midio la altura con un
flexometro entre la plancha del primer y segundo pizo, y las distancias entre la
plancha del segundo pizo y la plancha del tercer, y la plancaha del tercer pizo y la
ultima plancha se consideraron iguales, las distancias entre poleas se dejo en la
parte de debajo de 15 mt, con el fin de que en esta parte se depositaran las sillas
que no esten en movimiento ademas que permita un amplio espacio de cobertura
del elevador
Figura 1.1 Solución Propuesta Bosquejo a mano alzada 1.
Autor: grupo 5
Figura 1.2 Solución Propuesta Bosquejo a mano alzada 2.
Autor : Grupo 5
Figura 1.3 Solución Propuesta.
Autor: Grupo 5
1.1 LARGO DEL CABLE
Figura 1.4: Largo Aproximado.
Autor: Grupo 5
(
( ))
El sistema elevara una persona a la vez cuyo peso maximo es de 110 kg, para
razones de cálculo se tomara que la silla pese aproximadamente 20 kg.
2. CÁLCULO DEL DIÁMETRO DEL CABLE CARRIL
La resistencia verdadera se calcula con un factor de seguridad minimo de 6 asi
que tomaremos 8
( )
2.1 DETERMINACIÓN DEL DIAMETRO DEL CABLE CARRIL EN BASE A LA
ECUACIÓN DE ESFUERZO.
(
)
por recomendación, para cables de carril se tomara:
Acero ASTM A-36
Esfuerzo de fluencia
Esfuerzo Ultimo
Tabla 2.1. Material seleccionado
Autor: Mecánica de materiales de BEER, tercera edición, apendice B
(
)
Del libro de maquinas de herramientas de Larburu Nicolas, Tabla 4,9 pag.304. se
busca el cable que mas se acerque por arriba al diametro deseado
Tabla 2.2. Selección de cable
Autor: Larburu NIcolas
Nos sirve el primero de diametro de 6.5 mm
3. CÁLCULO DE LA TENSIÓN O CONTRAPESO DEL CABLE CARRIL
Para realizar el cálculo de tension es necesario realizar lo siguiente.
En la figura 3.1 se muestran las fuerzas, tensiones y rozamientos que se
presentan, las cuales se deben calcular.
Figura 3.1: Esquema de fuerzas del sistema
Autor: Miravete antonio , transporte y elevadores
(TE) Tensión en el ramal de retorno en la estacion motriz
(TS) Tensión en el ramal de subida en la estacion motriz
(T) Tensión en los dos ramales en la estación de retorno
(C ) Valor del contrapeso
(T peso) Peso por metro lineal del cable en cada estado de carga
(Troz) Rozamiento en el ramal
(𝞓) Variación de la tensión
Para realizar un predimencionado de un teleferico tipo Vaivén se necesita definir
las variables de carga como:
3.1 PESO POR METRO LINEAL EN VACIO (PP)
Donde Pd es el paso por metro de cable que se saca de la tabla 4.
Pd = 0.135 kg/m
S es el peso de la silla con el sistema de sujeción = 20 Kg
Long= 44.67
3.2 LA DURACIÓN DEL SERVICIO SE DA EN LA MITAD DEL TRAYECTO .
3.3 PESO POR METROS LINEAL CARGADO (PE)
Donde :
(q) Es la masa del pasajero a transportar
3.4 PESO POR METRO LINEAL CON UNN 33% DE CARGA PF
4. ESTUDIO DE LAS VARIACIONES DE TENSIÓN
Se realizaran los cálculos admitidos en lso trasnportes por cable en general,
donde la cateriana (curva que forma una cuerda colgada de dos puntos fijos) se
sustituyen por un arco de parabola y se estudian los casos mas desfavorables que
son:
Lado de subida cargado y lado de retorno vacío
Lado de subida y lado de restorno cargado al 33%
Lado de subida vacio y lado de retorno vacío
Lado de subida y lado de retorno cargado al 33%
4.1 LADO DE SUBIDA CARGADO Y LADO DE RETORNO VACÍO.
( ) ( )
(
) (
)
4.2. LADO DE SUBIDA CARGADO Y LADO DE RETORNO CARGADO AL 33%
( ) ( )
(
) (
)
4.3 LADO DE SUBIDA VACÍO Y LADO DE RETORNO VACÍO.
4.4 LADO DE SUBIDA VACÍO Y LADO DE RETORNO CARGADO AL 33 %
( ) ( )
(
) (
)
144.5 N
4.5. CÁLCULO DE LA TENSIÓN DEL CABLE CARRIL
La mayor tensión se presenta en el primer caso, que es lado de subida cargado
y de retorno vacío, por lo cual este valor se toma para el cálculo de la tensión de
cable carril.el valor de la tensión del cable carril permanece constante en cualquier
estado de la carga.
( ) ( )
(
) (
)
4.6 TENSIONES DEBIDAS AL PESO
Figura 4.6.1 Esquema de fuerzas
Autor: Miravete Antonio
Donde h la altura entre la estación del primer y tercer piso
4.7 TENSIONES DEBIDAS AL ROZAMIENTO
Los rozamientos se tienen presente, distribuyendolos linealmente en todo el
desnivel de la linea. La carga sobre los apoyos afectada de un coeficiente de
rozamiento u = 0.028 produce unos rozamientos estimados que son igual a:
4.8 INCREMENTO DE LA TENSIÓN PARA EL ARRANQUE DE LA
INSTALACIÓN
Se debe conocer primero el valor de la masa que se va a poner e movimiento, la
cual se determina por:
N
El incremento de la tensión para el arranque de la instalación se da por:
Donde :
(a) Aceleración que normalmente la instalación se calcula para que arranque
en 20 seg
= 0.325 N
DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO DE LA POLEA PARA EL CABLE
CARRIL.
Para determinar el diametro de la polea se usa el diámetro del cable motriz.