Elevador De Tijera

Elevador de tijera sistema neumático (Mayo. 2012)

Resumen: En este documento se busca verificar el comportamiento de un sistema neumático aplicado para levantar una masa. Esto permite certificar su funcionamiento y determinar el rango dinámico de manera empírica y racional y de esta manera establecer la relación entre el modelo plantea doy el funcionamiento de este en la vida realI. introducción

E
l elevador de tijera es utilizado fundamentalmente en el transporte de personal y diferente tipos de equipos dentro del mundo industrial. Especial, gracias a su capacidad de cambiar la dirección de fuerzas que actúan en el plano horizontal al plano vertical. En nuestro caso la fuerza hecha por un fluido como el aire, sobre el área de un pistón, causando el movimiento deeste último que a su vez empujara un arreglo de brazos ensamblados en forma de tijera, rígidos en su totalidad, que provocan el cambio de dirección de la fuerza, manteniendo su magnitud. Aunque su alcance no es el mejor, su estabilidad dentro del rango de las alturas es buena. Gracias a que funciona con tecnología de tipo neumática, tiene ventajas tales como, mantenimiento, económico dando unabuena relación costo beneficio, y su consumo de energía es bajo. En este documento mostraremos el proceso de caracterización de un elevador de este tipo, para conocer su rango dinámico, donde su funcionamiento es el óptimo.
II. Montaje

¿Cómo funciona el elevador de tijeras?
Después de armar el elevador de tijera se procede a bombear aire con el compresor. Este será almacenado en untanque neumático.

Fig 1. Tanque neumático de Lego

La función del tanque es la de almacenar el aire bombeado por el compresor. Con el manómetro incluido por defecto en el paquete lego, indicara la presión existente en el tanque neumático. Después de obtener la presión esperada en el tanque indicada por el manómetro, habilitaremos la válvula; esta última es un regulador del paso de líquidosy/o gases entre diferentes conductos.

Fig 2.: regulador del paso de líquidos y/o gases entre diferentes conductos.

En la imagen anterior se muestra un esquema detallado de las conexiones de la válvula. Al colocar el “Switch” en la posición “salida”, el aire se liberara hacia el compresor que hará una fuerza que elevara la plataforma y la mantendrá con la altura correspondiente a la fuerzaaplicada. Al colocarlo en la posición “escape”, se liberara aire, contrayendo el compresor y consigo a la plataforma, dejándola en la posición inicial.
Se realizó con ayuda de Iván Barrera (profesor de física mecánica de la Pontifica Universidad Javeriana) un análisis de los torques en las barras que componen el elevador de tijera.

III. mARCO TEORICO


Fig. 3. Modelo y dirección delas fuerzas en el elevador tipo tijera

Fig. 4. Dirección de las direcciones y las fuerzas que generan los torques en el elevador tipo tijera

Utilizando la definición de presión:

P=FNA (1)

Se obtienen las siguientes dos ecuaciones:

τ=L2*P*A*sen(θ) (2)
τN=L*m*g*sen(θ+90)(3)

Utilizando la segunda de ley de Newton para los torques se obtiene:

τ=I*α (4)

α=ω (5)
θ=ω (6)

I*ω=L2*P*A*senθ-L*m*g*cosθ (7)

Suponiendo al cuerpo como un prisma rectangular tenemos que:I=112*m*(L2+b2) (8)

Tomando la altura que se eleva la tijera como ‘h(t)’ (consta de lo que se alzan tres barras), y utilizando todo el análisis anterior se obtienen a las siguientes ecuaciones como descripción de nuestro sistema:

ω=6*L*Am*L2+b2*senθ-12*gL2+b2*cosθ (9)

θ=ω (10)...