síntesis de elementos roscados (grúa bandera)

Problema De Elementos De Unión Roscados En La Base Y El Tope
De Una Grúa De Brazo Articulado.
Planteamiento Del Problema.
Se le solicita al equipo de ingenieros resolver el problema al momento
de la elección de elementos de unión roscada o pernos que deben estar
ubicados en la base y en el tope que acopla el brazo articulado con el
eje de una grúa bandera con libertad de movimiento de 360°que será
utilizada para la carga y descarga de paquetes estándares que pesaran
no mas de 500kg, dichos paquetes serán elevados y descendidos por un
motor de tipo polipasto eléctrico de cadena GIS GCH , la grúa trabajara
continuamente sin descanso ya que es una maquina automatizada,
estará acoplada en la base a una placa de acero de 1½’’ de igual forma
el brazo también estará acoplado a unaplaca que esta soldada a la grúa
bandera en el tope, para efectos de optimización y economía la
empresa solicita que los pernos en la base y en el tope sean los mas
adecuados y sin fallo.

Universidad de los Andes

Planteamiento Del Problema.
Simetría de la grúa bandera de brazo articulado.

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Planteamiento Del Problema.
Algunas consideraciones importantesantes de comenzar la síntesis.
•
•
•
•
•
•

Se considera que la grúa fusionara con fatiga o en un estado cíclico
ya que trabaja con carga y descarga en tiempos cortos y
automatizados.
Se considerara el peso de los brazos, puntuales y en el centro de la
longitud de los mismos.
El motor de tipo polipasto tendrá un peso de 22.5kg (dato extraído
del catalogo del fabricante)
Se trabajaracon el sistema de unidades internacional
El brazo de 2.5m tendrá un peso de 52.30kg/m (datos
proporcionados por el fabricante)
El brazo de 2m tendrá un peso de 36.25kg/m (datos
proporcionados por el fabricante

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Planteamiento Del Problema.
Estado de cargas actuantes en la base y en el tope.
•Se calcula el estado de carga sobre la grúa para tener una idea decuales son los
elementos de unión roscada mas esforzados o los sistemas mas esforzados en la
base y en el tope, ya que la grúa tiene dos brazos articulados y va a estar en distintas
posiciones en distintos tiempos decidimos hacer el estudio de las carga en dos
posiciones criticas después de observar varias posiciones de la grúa, cuando los
brazos están completamente extendidos es decir los dosbrazos a 180° entre si y
cuando los dos brazos forman un Angulo de 90° entre si.
•Con respecto al análisis de la fatiga consideraremos como carga máxima cuando la
grúa eleve un paquete de 500kg y carga mínima 0kg cuando no este elevando ningún
paquete sin obviar el propio peso de la estructura

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Planteamiento Del Problema.
Fuerzas actuantes sobre la grúa.
•Peso dela estructura misma.
kg 
m


FBrazo ( 2.5 m )  55.30  2.5m  9.81 2 
m
s 



FBrazo ( 2.5 m ) 1282.658 N
kg 
m


FBrazo ( 2 m )  22.5  2.m  9.81 2 
m
s 



FBrazo ( 2 m ) 711 .225 N

•Peso del motor y la carga máxima a elevar
m

F   22.5kg    500kg    9.81 2 
s 


F 5125.725 N

m

Fsin c arg a   22.5kg    9.812 
s 


Fsin c arg a 220.725 N
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Estado de cargas en la base de la grúa.
Grúa con los brazos formando 90° (isometría)
y

x
z

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F

Estado de cargas en la base de la grúa.
Grúa con los brazos formando 90° (Momentos y axiales directas)

M

Max X

O;2 5124.725  1 711 .225 0

M Max X 10962.675 N .m

M

MinX

O;2 220.725  1 711 .225 0

M Min X 1152 .675 N .m
 M Max Z O;2.5 5125.725  711.225 1.251282.658 0

   M Max Z

16195.698 N .m

 M O;2.5 220.725  711.225 1.251282.658 0
   M Min Z 3933.198 N .m
Min Z

P

y Max

0;5125.725  711 .225  1282.658 0

   PMax y 7119.608 N
P

y Min

0;1282.658  711 .225  220.725 0

   Py...