Arquitecto

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA
MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

ANÁLISIS, DISEÑO Y SELECCIÓN DE UNA GRÚA
VIAJERA TIPO MONOPUENTE.

TESIS
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE

INGENIERO MECÁNICO

PRESENTA:

OMAR EDUARDO CRUZ MONTAÑO

México, D.F.

Marzo 2009

Agradecimientos
A mis padres Guadalupe y Rosalío por que gracias a sucariño, guía y apoyo he logrado
una de las metas más importantes en mi vida, que servirá como base para forjar mi futuro
como ser humano y profesionista. Gracias por confiar en mí y en mi capacidad, y por
haberme dado siempre animo de trabajar duro y conseguir lo que quiero.
A familiares y amigos, gracias por brindarme su cariño y amistad incondicional, y por
acompañarme en este camino de miformación profesional, gracias también por su
comprensión y el apoyo que me han brindado.
Al Instituto Politécnico Nacional y a la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y
Eléctrica, por haberme dado la oportunidad de formarme en sus aulas e instalaciones, y
por haber puesto en cuanto fue posible, educación de nivel superior de calidad a mi
alcance.
A profesores y a mis Asesores, por darmesu tiempo y guía en cuantos les fue posible, por
compartir sus conocimientos y experiencias, por su tolerancia y por el esfuerzo que a diario
ponían buscando siempre ser mejores maestros.

ÍNDICE
ANÁLISIS, DISEÑO Y SELECCIÓN DE UNA GRÚA VIAJERA TIPO
MONOPUENTE.

Introducción…………………………………………………………………………………1
Objetivos…………………………………………………………………………………….2Justificación………………………………………………………………………………….2

Capitulo I
Necesidades del Usuario
I.I

Necesidades………………………………………………………………………….3

I.II

Limitaciones…………………………………………………………………………3

I.III

Funciones…………………………………………………………………………….4

I.IV

Descripción General…………………………………………………………………4

I.V

Definición de cargas y velocidades………………………………………………….7

Capitulo II
Cálculo y Análisis del Monopuente
II.I

Análisis de cargas verticales sobre el Monopuente………………………………….9II.II

Análisis de cargas horizontales sobre el Monopuente………………………….......11

II.III

Propuesta del perfil del Monopuente……………………………………………….12
II.III.I Revisión de la propuesta……………………………………………………13
II.III.II Ajuste de la sección………………………………………………………..14

II.IV Cálculo de esfuerzos reales………………………………………………………...16
II.V

Revisión por deformación………………………………………………………….20
II.V.ICalculo de flecha vertical…………………………………………………..20
II.V.II Propuesta de refuerzo………………………………………………………21
II.V.III Revisión de la propuesta…………………………………………………...23

II.VI Análisis de Monopuente con Mechanical Desktop………………………………...29
II.VII Cálculo de Atiesadores……………………………………………………………..32

Capitulo III
Análisis de la Soldadura

III.I

Cálculo de esfuerzo en la soldadura……………………………………………….33III.II

Determinación del tamaño de soldadura…………………………………………...34

III.III Cálculo de Cabezal…………………………………………………………………35
III.III.I

Determinación de la batalla y análisis de cargas………………………...35

III.III.II Selección del tamaño de rueda…………………………………………..38
III.III.III Selección del Riel……………………………………………………….39
III.III.IV Propuesta y revisión del cabezal………………………………………..41
III.IVDiseño del eje de las ruedas del cabezal……………………………………………44
III.V Selección de chumaceras…………………………………………………………...49
III.VI Cálculo de trabe carril……………………………………………………………...50
III.VI.I

Análisis de cargas………………………………………………………..50

III.VI.II Selección y revisión del perfil…………………………………………...52
III.VI.III Diseño y revisión por deformación……………………………………...55
III.VII Análisis de trabe carrilutilizando ANSYS…………………………………………61

Capitulo IV
Selección del Motorreductor
IV.I

Análisis de cargas…………………………………………………………………..65

IV.II Cálculo de potencia y velocidad……………………………………………………65
IV.III Selección del motorreductor………………………………………………………..66
IV.IV Diseño de partes complementarias…………………………………………………68

Capitulo V
Análisis...