criterios de elevador de carga
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CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
Diseño y Animación de un Elevador para los Desechos generados en el Hospital Central de San Cristóbal
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CAPÍTULO III
CRITERIOS PARA EL DISEÑO DEL APARATO ELEVADOR DE CARGA
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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3.1 EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE LOS DIFERENTES ELEVADORES UTILIZADOS PARA LA ELEVACIÓN DE CARGA. De los sistemas de elevación de cargas utilizados comúnmente se ha
de evaluar y seleccionar los más usados en la actualidad. Los cuales son los
siguientes:
3.1.1 ELEVADORES HIDRÁULICOS
Estos elevadores son de corto recorrido, puede emplearse equipo
hidráulico para producir el ascenso y descenso. La cabina descansa encima
de un émbolo o pistón, que se desplaza dentro de un cilindro a presión. El
aceite sirve como fluido de presión y es suministrado por medio de una
bomba de desplazamiento positivo accionada por un motor y movida por un
sistema de control hidráulico-eléctrico.
Los elevadores hidráulicos presentan ciertas ventajas con respecto a
los elevadores mecánicos: son más simples y económicos. La cabina y su
estructura descansan sobre el émbolo hidráulico que los hace subir y
descender. No hay cables de alambre, ni equipo superior. No se necesitan
seguros de la cabina o limitadores de velocidad, ya que la cabina y su carga
no pueden descender a mayor velocidad de la normal. La velocidad del
elevador es lenta, así que solo se necesitan resortes fuertes como
parachoques ( Véase Figura 2.6 ).
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Tabla 3.1: Ventajas y desventajas de los elevadores hidráulicos.
Ventajas Desventajas
No requiere de sala de máquinas. Alto costo de operación.
Son muy económicos. Continúo y complejo mantenimiento.
No se emplean dispositivos de
seguridad ni cables de suspensión. Alto nivel de diseño.
Guiadores de Cabina
Cabina
Tanque Hidráulico, Bomba y Válvula Controlador
Émbolo
Cilindro
Fig. 2.6 Elevador Hidráulico.*
*Fuente: http://desreg.jku.at
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3.1.2 ELEVADORES ELÉCTRICOS
Los componentes de una máquina motriz eléctrica incluyen un motor
eléctrico, un freno, un eje motriz movido por el motor, una polea motriz o un
tambor de arrollamiento y engranajes. El freno funciona mediante fricción
sobre el eje motriz para disminuir o detener el movimiento de una cabina. El
movimiento del cable de izar es controlado por la polea motriz o por el tambor
enrollado, alrededor del cual se enrollan los cables.
Las máquinas de tracción se emplean por lo general para elevadores
eléctricos y tienen un motor conectado directamente en forma mecánica a
una polea motriz, con engranajes intermedios o sin estos, mantienen y
controlan el movimiento de la cabina mediante la fricción entre los cables de
traccion y la polea motriz. También llamada una polea de tracción, esta rueda
tiene ranuras en su corona metálica para el agarre de los cables ( Véase
Figura 2.1).
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Fig. 2.1 Instalación de un elevador eléctrico.*
* Fuente: www.revistabit.cl/pdf
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Tabla 3.2: Ventajas y desventajas de los elevadores eléctricos.
Ventajas Desventajas
Alta seguridad. Significativos costos de construcción y
adquisición de partes que lo conforman.
Buena adaptación. Generación de ruido y vibraciones en la
sala de máquinas.
Fácil mantenimiento. Alto nivel de diseño.
Bajo costo de operación.
Buena durabilidad.
Tiempo de proceso aceptable.
3.1.3 ELEVADORES DE CREMALLERA Y PIÑÓN
Estos elevadores son frecuentemente utilizados para la elevación de
cargas y personal en obras de construcción. Está compuesto por una gran
estructura desmontable en la cual un motor eléctrico de gran capacidad
genera el movimiento a un sistema de engranajes en el cual el piñón realiza
su recorrido sobre la cremallera efectuando de esa manera el movimiento
vertical de la cabina (Véase Figura 3.1).
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Fig. 3.1 Mecanismo de cremallera y piñón.*
Tabla 3.3: Ventajas y desventajas de los elevadores de cremallera y piñón.
Ventajas Desventajas Bajo impacto ambiental Seguridad moderada.
Traslado portátil. Durabilidad relativa al ambiente.
Esporádico mantenimiento. Desgaste de los dientes de piñón y
cremallera.
Bajo costo de operación. Motor eléctrico robusto.
* Fuente: www.ascensores-servas.com
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3.2 SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA DE DISEÑO
En función de establecer una valoración de las principales propuestas
de dispositivos empleados para la elevación de cargas, se tomarán en cuenta
algunas variables de importancia con el fin de seleccionar la más
conveniente para el diseño.
Tabla 3.4: Variables de evaluación.
Variable Interpretación
Adaptabilidad
Variable que involucra la ergonomía, manejo y la aceptación del
ambiente, esto involucra la capacidad del equipo para soportar y
adaptarse a las condiciones del medio ambiente (temperatura, presión,
humedad, espacio y otros)
Operación y proceso
Característica que corresponde al accionamiento y manipulación de los
equipos (máquina tractora) o sistemas durante el proceso y el tiempo
necesario para el traslado de la carga.
Seguridad Variable que evalúa el posible riesgo de generar accidente por falla o
daño de alguna de sus partes o sistemas.
Mantenimiento Capacidad para admitir con facilidad la reparación y conservación de
sus partes o sistemas
Durabilidad Se hace referencia a la estimación de vida del equipo con relación a sus
parte o sistemas.
Ruido y vibraciones Generación de sonido y vibraciones que perturbe la ejecución de
trabajos en los alrededores de la sala de máquinas
Costo Estimación de los posibles gastos involucrados en la construcción,
operación y mantenimiento de la alternativa.
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Se empleará para la evaluación de las variables tres (3) niveles: Alto,
Medio, Bajo, tomando el valor de Bajo para las condiciones menos favorables
y el valor de Alto para las condiciones más favorables de cada una de las
variables. La calificación está basada en las ventajas y desventajas
presentadas por cada propuesta de las tablas anteriores. La tabla 3.5
presenta la evaluación de cada una de las variables para cada alternativa.
Tabla 3.5: Evaluación de las propuestas de diseño.
ELEVADOR HIDRÁULICO
ELEVADOR ELÉCTRICO
ELEVADOR DE CREMALLERA Y
PIÑÓN VARIABLE
Propuesta Nº 1 Propuesta Nº 2 Propuesta Nº 3
Adaptabilidad Alta Alta Media
Operación y proceso Baja Alta Baja
Seguridad Media Alta Baja
Mantenimiento Alta Alta Baja
Durabilidad Media Alta Baja
Ruido y vibraciones Baja Alta Media
Costo Baja Alta Baja
En función a la tabla 3.5 se observa que la propuesta mas viable es la
N° 2, propuesta que satisface y se adapta a las exigencias del trabajo,
facilidad de operación, sencillo mantenimiento, alta seguridad para los
usuarios (operario calificado), período de vida útil aceptable. Finalmente y
tomando en cuenta la evaluación se empleará como modelo para el Diseño
y animación de un elevador para los desechos generados en el Hospital Central de San Cristóbal el sistema de elevación de cargas N° 2: El
Elevador Eléctrico
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3.3 DESCRIPCIÓN
El elevador eléctrico consta de una cabina construida con láminas de
acero inoxidable, conjuntamente un bastidor construido con perfiles IPN (tipo
de sección) de acero laminado. Este bastidor está suspendido por cables
metálicos que se conectan directamente al bastidor del contrapeso; pasando
por las poleas de tracción y de desvío respectivamente. Posee cuatro perfiles
de sección T que actúan como guías de los patines de deslizamiento tanto de
la cabina como del contrapeso, sistema de limitador de velocidad y
paracaídas, y una máquina tractora que origina el movimiento a través de un
motoreductor que transmite a las poleas el trabajo necesario de ascender y
descender la carga de trabajo.
3.3.1 FUNCIONAMIENTO
Al energizar la máquina tractora y programar el control de mando de el
elevador, este ya se encuentra en la disposición de subir y bajar con las
diferentes cargas que se le vayan agregando desde cada uno de los pisos
hasta la planta baja con una velocidad nominal del carro de 1 m/s ( según el
código nacional para montacargas es recomendable el programar la
velocidad nominal del elevador de carga igual o menor a 1 m/s).
3.3.2 CONSIDERACIONES GENERALES
El elevador se divide en 7 partes fundamentales:
Estructura de la Cabina
Estructura del Contrapeso
Cables de Suspensión
Sala de Máquinas y poleas
Dispositivos de Seguridad
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Guías y Guiadores
Control de Mando
3.4 DIMENSIONES GEOMÉTRICAS DEL ELEVADOR
Hoy en día se encuentra estandarizado el 70% del diseño de
elevadores para el transporte vertical de pasajeros y carga, lo que significa
que se basa en variaciones simples de un elevador prototipo. Por lo que los
diseñadores deben concentrar sus esfuerzos en la dificultad del 30% restante
de los diseños no estándar.
Se requiere diseñar un elevador con una capacidad de 500
Kilogramos, para ello debemos tener presente un conjunto de
especificaciones que contiene:
- Una descripción técnica del edificio implicado, que especifique sus
dimensiones, las características del hueco de ascensor, entre otros.
- Una lista de requisitos del cliente sobre el elevador, tales como: carga
nominal ha ser transportada, velocidad, instalaciones de la cabina, entre
otros.
Los elevadores son un complejo sistema estructural, mecánico
eléctrico. Por lo que se hace necesario hacer uso de la normativa regional y
normativas internacionales con el fin de lograr una selección cuidadosa de
cada uno de los componentes.
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3.4.1 ESTRUCTURA DE LA CABINA Según el Código Nacional para Elevadores de Pasajeros y Carga de la
norma COVENIN 621-4:1995 se establece lo siguiente:
- La cabina deberá estar totalmente cerrada por paredes, pisos y techos de
superficies llenas, tendrá solamente aberturas para el acceso normal de los
usuarios, salidas de emergencia y para ventilación.
- El conjunto constituido por las paredes, piso y el techo deberá tener la
solidez suficiente para resistir los esfuerzos producidos por el funcionamiento
normal del elevador, por la aplicación y destraba del paracaídas o por el
impacto del carro contra sus amortiguadores.
- Las paredes, piso y techo externos deberán estar constituidos por láminas
de acero.
- Las paredes de la cabina tendrán una resistencia mecánica y una rigidez
tales que no sufran deformación permanente al aplicarles en cualquier punto
de 299,22 N (30 Kgf) uniformemente distribuida sobre una superficie de 500
mm2.
Las dimensiones de la cabina se fijarán tomando como referencia las
dimensiones de los contenedores plásticos de residuos existentes en el
mercado (Véase Figura 3.2). De manera que estos puedan ser transportados
por el personal de mantenimiento hasta el área de recolección primaria en
cada piso del edificio sin ninguna dificultad y el operario de turno del elevador
los ingrese al mismo y efectúe el traslado de los desechos desde el área de
recolección primaria hasta el área de recolección final.
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Fig. 3.2 Contenedor Plástico de Residuos.*
Dimensiones del Contenedor de Residuos:
Tabla 3.6: Especificaciones de contenedor de 2 ruedas CR.120.
Volumen 120 Lts.
Peso en Vacío 9.6 Kg.
Peso Máximo Lleno 60 Kg.
Profundidad 0.55 m
Ancho 0.48 m
Alto 1.01 m
Dimensiones del interior de la Cabina:
Tabla 3.7: Dimensiones de la cabina.
Profundidad 1.5 m
Ancho 1.3 m
Alto 2.25 m
Área útil 1.95 m2
Carga nominal del elevador = 500 Kg. Peso promedio de un operario = 85 Kg. Carga a transportar = 4 contenedores de residuos + Operario
*Fuente: www.alquienvas.com/cat/cont2
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Carga a transportar = (4 x 60 Kg. + 85 Kg.) = (240 Kg. + 85 Kg.) = 325 Kg.
Según la norma COVENIN 621-4:1995 se debe disponer en el interior
de la cabina, en un lugar visible, una placa de identificación con las
siguientes indicaciones:
- Carga nominal en Kilogramos.
- Área útil de la cabina
- Número máximo de pasajeros
El interior de la cabina estará provisto de estantes removibles en caso
de que se requiera el transporte de desechos peligrosos en recipientes
especiales.
3.4.2 ESTRUCTURA DEL BASTIDOR Y PLATAFORMA DE LA CABINA
- El bastidor está compuesto fundamentalmente por cuatro parantes unidos a
cuatro travesaños, dos superiores y dos inferiores, los cuales forman el
cuadro rígido.
- El centro de gravedad del carro está aproximadamente en el plano medio
longitudinal del bastidor.
- El bastidor del carro y la plataforma, según la norma COVENIN 621-
4:1995, será construido con perfiles de acero laminado. Las uniones
atornillables también serán de acero y deberán cumplir con lo estipulado en
las normas venezolanas COVENIN 1313 y 1314.
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- La construcción del piso de la plataforma ha de ser acero inoxidable, ya que
es el material más indicado para en este tipo de instalaciones con estricto
control sanitario.
- El bastidor del carro y del contrapeso están suspendidos directamente a los
cables de tracción por intermedio de tensores de 3/8” (9.5 mm.), el cual se
encuentra apernado a una placa de acero.
- Los máximos esfuerzos admisibles para los aceros empleados en el
bastidor, la plataforma y conexiones deberán ser los especificados en la tabla
3.8
Tabla 3.8: Máximos esfuerzos admisibles para los aceros empleados en el bastidor del carro.*
PARTES TIPO DE ESFUERZO
MÁXIMO ESFUERZO
Kg./cm2 ÁREA BÁSICA
Travesaños superiores e
inferiores Flexión 880 Sección transversal
Parantes Flexión 1055 Sección transversal Placas de amarre
del cable Flexión 880 Sección transversal
Tensores Tracción 880 Sección neta Plataforma Flexión 880 Sección transversal
Otros elementos a tensión, excepto
pernos Flexión 600 Sección neta
Pernos Tracción 650 Sección neta 3.4.3 ESTRUCTURA DEL CONTRAPESO Según el Código Nacional para Elevadores de Pasajeros y Carga de la
norma COVENIN 621-4:1995 se establece lo siguiente:
*Fuente: Norma COVENIN 621-4:1995
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- El peso del contrapeso(bastidor + lastre) será igual al peso de la estructura
del carro más un exceso variable, comprendido entre el 40% y 50% de la
carga nominal.
Tenemos:
Peso de la estructura del carro= 800 Kg. Carga nominal= 500 Kg. Por tanto; Peso del Contrapeso= ( 800 Kg. + 500 Kg. x 0.5 ) = 1050 Kg.
- La estructura del bastidor será de acero, calculada y dimensionada para
asegurar el lastre y resistir los esfuerzos ocasionados por la acción del
paracaídas y el choque eventual contra los amortiguadores.
- El lastre del contrapeso estará compuesto por varias piezas de material:
fundición de hierro y se fijarán al bastidor del contrapeso, de forma tal que
bajo las condiciones normales de funcionamiento éstas no puedan
desplazarse ni salirse de su sitio.
3.5 CABLES DE SUSPENSIÓN
Según el Código Nacional para Elevadores de Pasajeros y Carga de la
norma COVENIN 621-4:1995 se establece lo siguiente:
- El factor de seguridad F del conjunto de cables se determinará mediante la
siguiente formula:
PcSNXF ..
= Ec. 3.1
Donde:
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N = Número de Cables de Suspensión
S = Carga de rotura de un cable
Pc = Peso del cable, mas la carga máxima a transportar (en cualquier
posición del carro)
X = Valor dado en la tabla 3.9
Tabla 3.9: Valores de X en función de la relación de tracción.
El factor de seguridad de un cable de acero es la relación entre la
resistencia y la ruptura mínima garantizada del cable y la carga o fuerza de
trabajo a la cual está sujeta.
No es posible detallar el factor de seguridad para todas las
aplicaciones, porque también hay que considerar el ambiente y
circunstancias en el área de trabajo, pero en la tabla 3.10 se presenta una
guía general para la selección del correspondiente factor.
1:1 1,00
1:1 1
2:1 2
3:1 3
n:1 n
Relación de Tracción Valor de X
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Tabla 3.10: Factor de seguridad para diferentes aplicaciones.*
APLICACIÓN FACTOR DE SEGURIDAD Tirantes de cable o torones (trabajo
estático) 3 a 4
Cables principales para puentes colgantes 3 a 3,5
Cables de suspensión (péndulos para puentes colgantes) 3,5 a 4
Cables carril para teleféricos y andariveles 3 a 4
Cables de tracción para teleféricos y andariveles 5 a 6
Cables de arrastre para ski 5 a 5,5
Cada cable de operación de una grúa almeja 4 a 5
Palas mecánicas - excavadoras 5
Cable de arrastre en minas 4 a 5
Cable de izaje en minas (vertical e inclinado) 7 a 8
Grúas tecles y polipastos industriales 6 (mínimo)
Grúas - tipo puente, portal, pluma, derrick, etc. 6 (mínimo)
Ascensores - elevadores - para personal 12 a 15
Ascensores - elevadores - para material y equipo 7 a 10
Grúas con crisoles calientes de fundición 8 (mínimo)
Cables no rotatorios, antigiratorios, etc. 10 (mínimo)
*Fuente: www.vicson.com.ve
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- El número mínimo de cables de suspensión se determinará de acuerdo al
esfuerzo de tracción requerido y el factor de seguridad, pero en ningún caso
se emplearán menos de 3 cables.
- Los cables de suspensión deberán tener un diámetro mínimo de 8 mm. y
deberán ser enterizos, es decir que no se empalmarán trozos sucesivos para
alcanzar la longitud de trabajo.
Del fabricante de cables venezolano VICSON (tabla 3.11) tenemos las
siguientes especificaciones para un cable especial para elevadores de 8 Χ 19
Negro Alma de Fibra Natural “Marca Norven 1720”
Tabla 3.11: Especificaciones del cable 8 Χ 19 Negro Alma de Fibra Natural.*
Diámetro Nominal Carga Mínima de Ruptura Peso Nominal(Kg./m)
------ 8x19 8x19
6 1.810 1.810 8 2.570 2.860 9 3.500 3.780
9.5 3.750 4.000 10 4.000 4.480 11 4.860 5.420
12.7 6.600 7.100 13 6.800 7.570
14.5 8.400 9.760 15.5 10.050 10.910 15.9 10.050 11.400 16 10.030 11.500 19 14.500 16.200 22 ------ 21.700
Son utilizados en ascensores, sus ocho cordones, su alma de fibra natural
y las propiedades del acero tracción, le proporcionan mayor flexibilidad, siendo por
consiguiente un cable de gran resistencia a la fatiga.
*Fuente: www.vicson.com.ve
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De la Tabla 3.11, se selecciona un diámetro nominal del cable de D =
9.5 mm, Carga mínima de ruptura S = 3750, Peso nominal = 4.000 y 3 cables
y evaluamos en la ecuación 3.1. Teniendo que:
32.224500
375031=
+××
=F
Según el Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la
Construcción y Edificación de la República Mexicana dependiendo del valor
de la velocidad de los cables debe existir un factor de seguridad mínimo
reflejado en la Tabla 3.12.
Tabla 3.12: Factor de Seguridad Mínimo.*
Por lo tanto el valor del factor de seguridad resultante es igual a 22.32 y esta por arriba del rango permitido por las normas y certificaciones
regionales el cual establece que para velocidades del cable de 1 m/s el
factor de seguridad mínimo es equivalente a 8.60 para pasajeros y 7.65 para
carga. por tanto se ha de seleccionar 3 cables de 8 x 19 de alma de fibra
*Fuente:www.onncce.org.mx
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natural con un diámetro de 9.5 mm. para la suspensión del carro y
contrapeso.
3.6 DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD
3.6.1 AMORTIGUADORES DE ACUMULACIÓN DE ENERGÍA
Según el Código Nacional para Elevadores de Pasajeros y Carga de la
Norma COVENIN 621-4:1995 se establece lo siguiente:
- Se permite el uso de amortiguadores de resorte, cuando la velocidad
nominal del carro sea igual o menor de 1.25 m/s
- La carrera de compresión de los amortiguadores de resorte deberá ser igual
o mayor que la especificada en la Tabla 3.13.
Tabla 3.13: Carrera de Compresión de Resorte.*
Velocidad del Carro (m/s)
Carrera de Compresión de Resorte (mm)
V ≤ 0.50 38.1 0.50 < V ≤ 0.75 63.5 0.75 < V ≤ 1.00 101.6 1.00 < V ≤ 1.25 105.0
- Los amortiguadores a emplearse tanto para el carro como para el
contrapeso se ubicarán en el piso del foso.
El principal componente de un amortiguador de acumulación de
energía es un resorte helicoidal de espiras de sección circular o cuadrada.
Un amortiguador de este tipo se representa en la Fig. 3.3.
*Fuente: Norma COVENIN 621-4:1995
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Fig. 3.3 Resortes Helicoidales de espiras de sección circular o cuadrada.
3.6.2 CÁLCULO DE UN AMORTIGUADOR DE ACUMULACIÓN DE ENERGÍA Dado que la tensión de torsión en el resorte helicoidal aumenta
conforme disminuye la distancia del punto de evaluación de la tensión al eje
del resorte es necesario inicialmente evaluar este factor mediante el
denominado coeficiente de Wahl. Este coeficiente esta dado por la siguiente
fórmula:
dD
dDdD
ss
s615.0
1
25.0+
−
−=Ψ Ec. 3.2
donde:
Ds = Diámetro externo del resorte
d = diámetro del alambre
El proceso de cálculo consta de las siguientes etapas:
a) Se estima la relación Ds/d y se obtiene el coeficiente de Wahl según la
expresión anterior. Normalmente se toma una relación de Ds/d entre 6 y 15.
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b) Se determina la tensión admisible a torsión del material. Se suele obtener
de tablas de materiales, en caso de estimación se toma la resistencia a
tracción del material multiplicada por un factor de 0.28.
TT στ 28.0= c) De la ecuación siguiente:
Tsmáx
dDF τ
π≤
⋅Ψ⋅⋅⋅
38
Ec. 3.3
Donde Fmáx es la fuerza en (Newton) con el resorte totalmente comprimido,
se despeja el valor del diámetro de la espira, d:
dDFd s
T
máx ⋅⋅
Ψ⋅⋅≥
τπ8
Ec. 3.4
De acuerdo con las especificaciones europeas, la máxima fuerza a realizar
por el amortiguador es:
nbumáx gQQF ⋅+⋅= )(4 Ec. 3.5
donde:
Qu = Carga Útil
Qb = Peso de la cabina
gn = Aceleración de la gravedad
d) Conocido el diámetro de la espira d y estimada la relación Ds/d se puede
calcular el diámetro nominal del resorte.
e) Determinación del número de espiras activas del resorte helicoidal
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La compresión del resorte puede expresarse mediante la ecuación:
xKF ⋅= Ec. 3.6 donde K es la rigidez del resorte helicoidal, pudiéndose expresar x como:
2sDx ⋅= θ Ec. 3.7
tomando θ, el ángulo de torsión la siguiente expresión:
p
t
JGlM
⋅⋅
=θ Ec. 3.8
donde Mt es el par de torsión (Nm), l es la longitud del resorte sometida a
torsión, G es el módulo de cortadura del material y Jp es el momento de
inercia polar de la sección de la espira (en torno al eje perpendicular a la
sección en el centro de ésta).
Como ya es conocido:
2s
tDFM ⋅
= Ec. 3.9
nDl s ⋅⋅= π Ec. 3.10 donde n es el número de espiras activas del resorte,
32
4dJ p⋅
=π
Ec. 3.11
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Sustituyendo (Ec.3.8), (Ec. 3.9), (Ec. 3.10) y (Ec. 3.11) en la (Ec. 3.7) se
tiene:
4
38dG
nDFx s
⋅⋅⋅⋅
= Ec. 3.12
Combinando las ecuaciones 3.6 y 3.12 resulta:
4
8dG
nDFKF S
⋅⋅⋅⋅
= Ec. 3.13
y por lo tanto, n, el número de espiras activas toma la siguiente expresión:
KDdGnS ⋅⋅⋅
= 3
4
8 Ec. 3.14
f) Determinación de la rigidez del resorte
La rigidez del resorte se necesita conocer para determinar n.
La carrera del amortiguador es el mayor de los siguientes dos valores:
fmáx = máx {65 mm. ó 0.135v2} donde:
fmáx = la carrera del amortiguador v = velocidad nominal del carro igual a 1 m/s Luego la rigidez del resorte vendrá dada por la relación:
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máxmáx fFK /= Ec. 3.15
Como punto de partida para el cálculo del tipo de amortiguador
paragolpe a seleccionar se estima una relación DS/d = 6.
A continuación determinamos la máxima tensión permisible a torsión
Tτ . Normalmente el valor de esta tensión es función de la resistencia a
tracción del alambre ST:
TT στ 28.0= (Mpa)
En la tabla 3.14 se indican las principales propiedades de los materiales
metálicos para los resortes y en vista de la aplicación que se requiere de los
mismos, como es soportar cargas de impacto, se ha de seleccionar un
alambre de aleación ASTM A231 usado para cargas de impacto, el cual
presenta una resistencia mínima a la tracción de 1310 Mpa. Entonces:
Tabla 3.14: Principales propiedades de los materiales metálicos para los resortes.*
σT = 1310 Mpa
*Fuente: Cátedra: www.frbb.utn.edu.ar. Profesor: Dr. Ing. Marcelo Piovan
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83
por lo tanto;
.8.366131028.0 MpaT =×=τ
Calculamos Fmáx que es la fuerza en (N) para cada resorte totalmente
comprimido:
NgQbQuF nmáx 260002/10)800500(42/)(4 =⋅+⋅=⋅+⋅=
Se ha estimado una relación Ds/d = 6, acudiendo a la ecuación 3.2,
obtenemos el coeficiente de Wahl cuyo valor aproximado es 1.25,
sustituyendo en la ecuación 3.4 podemos obtener el diámetro de la espira :
mmdDFd S
T
máx 3779.3668.366
25.12600088≅=×
×××
=⋅⋅
⋅⋅≥
πτπψ
Tomamos como diámetro de la espira 37 mm., y por lo tanto calculamos el
valor del diámetro del resorte pues conocemos la relación Ds/d.
mmdDdD
SS 22237666 =×=×=⇒=
Conocidas las dimensiones del resorte se procede a determinar el número de
espiras activas del resorte helicoidal. El número de espiras activas se obtiene
con la siguiente expresión:
KDdGnS ⋅⋅⋅
= 3
4
8
donde:
G = módulo de cortadura del material (Pa)
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84
n = número de espiras activas del resorte
Para poder determinar n, es necesario conocer el valor de la rigidez del
resorte K, sabiendo que la rigidez del resorte viene dada por la relación:
máx
máx
fFK =
La carrera del amortiguador según la norma Europea EN 81-1, es el valor de
los siguientes dos valores:
fmáx = máx {65 mm. o 0.135v2} (con fmáx en metros y v en m/s) En este caso 0.135 x v2 = 0.135 x (1)2 = 0.135 m » 135 mm., por ello se toma
como carrera máxima del amortiguador 135 mm.
Por lo tanto;
mN
fF
Kmáx
máx 6.192592135.0
26000===
Con lo que el número de espiras activas será (tomamos como módulo de
cortadura del material 80 x 109 Pa):
989.86.192592222.08
037.010.808 3
49
3
4
≅=×××
=⋅⋅
⋅=
KDdGnS
Por lo tanto cada resorte será un resorte helicoidal con las siguientes
dimensiones:
DS = 222 mm.
d = 37 mm.
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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85
n = 9 espiras
Normalmente se toman relaciones de Ds/d entre 6 y 15, y como vemos este
amortiguador encaja perfectamente, ya que D/d = 222/37 = 6. Calculamos el
coeficiente de Wahl:
2525.1
37222615.0
137
222
25.037
222615.0
1
25.0=+
−
−=+
−
−=
dD
dDdD
SS
S
ψ
que como se observa es muy aproximado al que se había estimado de 1,25.
3.6.3 PARACAIDAS DEL CARRO Y LIMITADOR DE VELOCIDAD
Según el Código Nacional para Elevadores de Pasajeros y Carga de la
Norma COVENIN 621-4:1995 se establece lo siguiente:
- El carro de todo elevador, suspendido por cables de acero, deberá poseer
un sistema de paracaídas.
- El sistema de paracaídas del carro se deberá instalar en una armazón
única, deberá ser accionado mecánicamente y se aplicará solamente sobre
el par de guías entre las cuales se mueve el carro.
- El sistema de paracaídas debe ser capaz de detener y sostener el peso
total de la estructura del carro, más su capacidad nominal.
- El sistema de paracaídas se diseñará y construirá para que al ser aplicado
no disminuya su fuerza de frenado hasta que el carro se haya detenido
completamente.
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86
- El sistema de paracaídas para el carro, será accionado por un cable
limitador de velocidad.
El paracaídas seleccionado para el elevador será de tipo progresivo
(Véase Figura 3.4) en el cual los mecanismos del paracaídas aplicarán una
presión gradual sobre las guías durante el intervalo de frenado. Este tipo de
paracaídas se empleará sin limitación, y ya teniendo una velocidad nominal
de trabajo del equipo se debe garantizar que el carro se logre detener y
sostener dentro de las distancias de frenado determinadas según las
ecuaciones siguientes:
I) 122.063.19
2
+=VLmín Ec. 3.16
II) 256.087.6
2
+=VLmáx Ec. 3.17
Donde:
L = Distancias de frenado (m) V = Velocidad de accionamiento del limitador (m/seg)
Según el Código Nacional para Elevadores de Pasajeros y Carga de la
Norma COVENIN 621-4:1995 se establece lo siguiente:
- El limitador de velocidad causará la aplicación del paracaídas a una
velocidad no menor del 115% de la velocidad nominal; la velocidad máxima
para la aplicación del paracaídas será del 140% de la velocidad nominal.
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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87
Según el manual integral para diseño y construcción, es recomendable
que el paracaídas se accione cuando el carro exceda su velocidad nominal
programada en un 115%.
Por tanto; Velocidad nominal del carro = 1 m/s Velocidad mínima de disparo del limitador de velocidad = 1 x 1.15 = 1.15 m/s
De manera que este valor de velocidad de disparo no excede la
velocidad máxima de actuación del paracaídas progresivo seleccionado, el
cual presenta las siguientes especificaciones:
Fabricante: Dynatech
Modelo: PR-2000-UD
Actuación: Ascendente y Descendente
Tipo de guía: Calibrada y aceitada
Anchura mínima de frenado: 25 mm
Espesores de guías admisibles: 7 a 16mm
(P+Q)mínimo: 573 Kg
Velocidad nominal máxima: 1.5 m/s
Velocidad de actuación máxima: 2.0 m/s
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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88
Fig. 3.4 Paracaídas Progresivo marca Dynatech.*
Cálculo de distancias de frenado: Velocidad máxima de disparo del limitador de velocidad = 1.15 m/s
Evaluando en ecuación 3.16, se tiene:
mLmín 18.0122.063.19
15.1 2
=+=
Evaluando en ecuación 3.17, se tiene:
mLmáx 45.0256.087.6
15.1 2
=+=
- El limitador de velocidad (Véase Figura 3.5), se ubicará en un lugar donde
haya espacio suficiente para el libre movimiento de todas sus partes y donde
no pueda ser golpeado por el carro o contrapeso, si alguno de estos
sobrepasa su recorrido normal.
*Fuente: www.dynatech-elevation.com
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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89
Fig. 3.5 Limitador de Velocidad marca Dynatech.*
(1) Polea de reenvío (2) Polea Principal (3) Sistema centrifugo
(4) Sistema de bloqueo (5) Placa de fijación a la cabina - El limitador es de tipo centrífugo, y puede actuar tanto en movimiento
descendente como en movimiento ascendente
- Como se apuntó anteriormente el objeto de diseño se fija en la cabina o al
chasis del ascensor, pudiendo ir situado tanto encima como debajo de ambos
(Véase Figura 3.6). El cable, amarrado al techo y al suelo del foso, pasa a
través del limitador, recorriendo las gargantas de sus poleas. De esta
manera, cuando la cabina alcance la velocidad de disparo, el movimiento
relativo cable-limitador hará que éste se bloquee. Este bloqueo del limitador
hará actuar al paracaídas, deteniendo el movimiento de la cabina. El esquema de funcionamiento es el siguiente:
*Fuente: www.dynatech-elevation.com
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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90
Fig. 3.6 Ubicación del limitador de velocidad.*
El proceso de enclavamiento es tal que, cuando la velocidad de la
cabina excede un nivel predeterminado (velocidad de disparo del limitador),
el sistema centrífugo, solidario a la polea, enclava sobre el sistema de
bloqueo del limitador, que está conectado a su vez a la timonería mediante
una pieza auxiliar. En este momento, la polea principal se bloquea y la fuerza
de rozamiento existente entre el cable y la polea es transmitida al paracaídas
a través de la pieza auxiliar y de la timonería. El paracaídas, al acuñar, hará
que la cabina se detenga.
Es importante resaltar que la conexión entre el limitador y el
paracaídas no se realiza a través del cable limitador, sino a través de un
sistema mecánico auxiliar.
A continuación se ofrece una vista mas detallada de una de las
posibles situaciones del limitador en el elevador, así como las partes
*Fuente: www.dynatech-elevation.com
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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91
mencionadas anteriormente. Se observa el limitador debajo de la cabina
(Véase Figura 3.7).
Fig. 3.7 Ubicación del limitador en la cabina.*
(1) Polea de reenvío (2) Cable (3) Limitador (4) Sistema Centrífugo
(5) Pieza de bloqueo
(6) Sistema auxiliar
(7) Timoneria
(8) Paracaídas
Especificaciones Técnicas del Limitador de velocidad Aparato: Limitador de velocidad Modelo: STAR Plus Fabricante: Dynatech
*Fuente: www.dynatech-elevation.com
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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92
Velocidad nominal máxima: 2.3 m/s Velocidad de actuación máxima: 2.66 m/s - Cable
Diámetro: 6 mm.
Composición: 6 x 19 + 1
- Diámetro de poleas: 200 mm. 3.7 GUÍAS Y GUIADORES
Según el Código Nacional para Elevadores de Pasajeros y Carga de la
Norma COVENIN 621-4:1995 se establece lo siguiente:
- Todo elevador deberá estar provisto de guías para el carro y el contrapeso,
para el deslizamiento vertical.
- De acuerdo con la materia prima utilizada y con el proceso para obtener el
producto final, las guías rígidas se clasifican en cepilladas y estiradas en frío.
En la tabla 3.15 se indican los limites de uso para cada tipo de guía.
Tabla 3.15: Límite de uso para cada tipo de guía rígida.*
TIPO DE GUÍA USO PARACAÍDAS VELOCIDAD (m/s) Cepillada Cabina-Contrapeso Cualquier tipo No hay limitación
A 1,00
B No se permite Cabina
C Máximo 2,00
Sin paracaídas No hay limitación
A Máximo 1,00
Estirada en frío
Contrapeso
B No se permite
*Fuente: Norma COVENIN 621-4:1995
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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93
Tipo de guía seleccionada: Estirada en frío - El acero de las guías deberá ser capaz de soportar una tensión de rotura no
menor de 3700 Kg/cm2 , admitiéndose un alargamiento no mayor de 20% en
probeta normal de ensayo de 50 mm.
3.7.1 CONDICIONES QUE DEBEN CUMPLIR LAS GUÍAS
- Las guías deberán ser macizas de acero laminado estructural. - Las guías del carro deberán ser de perfiles de sección T y de superficie lisa
(Véase Figura 3.8).
- La sección de las guías deberá ser suficiente para soportar, con un
coeficiente de seguridad igual o mayor que 10, el esfuerzo de frenado de la
cabina al ser detenida por el paracaídas.
- Deberán, además, resistir sin deformarse mas de 3 mm., los empujes
horizontales que les produzcan las excentricidades de la carga de la cabina.
- La fijación de las guías por medio de bridas al edificio se hará de manera
que permita la compensación automática o por medio de sencillos ajustes,
del acortamiento de la obra producida por los asientos, y contracción del
hormigón.
- La tolerancia máxima en el paralelismo de las guías será de 5 mm.,
cualquiera que sea el recorrido del elevador.
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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94
Fig. 3.8 Guías del carro y contrapeso. Perfil de sección T. Vista
tridimensional.*
3.7.2 CÁLCULO DE LAS GUÍAS
Las guías de los elevadores deben tener la suficiente resistencia
mecánica para soportar sin romperse ni sufrir deformaciones permanentes,
dos clases de esfuerzos:
a) El empuje horizontal, debido a posibles excentricidades de la carga.
b) El esfuerzo de frenado, que puede transmitir a las guías la cabina al
ser detenida por el paracaídas, brusca o progresivamente, según sea
éste de tipo instantáneo o progresivo.
a) Empuje horizontal en guías apoyadas
Seleccionaremos un perfil I-90/16 cuyas características están dadas
en las tablas 3.16 y 3.17
*Fuente: Norma COVENIN 621-4:1995
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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95
A.1) Flexión
Características del Elevador:
Carga Útil: Qu = 500Kg.
Peso de la Cabina: Qb = 800 Kg.
Altura Máxima: H = 30 m.
Anchura de la Cabina: a = 1300 mm.
Distancia entre Guiadores: d = 2200 mm.
Se supone la mitad de la carga máxima de la cabina )2
(Qu , a una
distancia de la proyección vertical del punto de suspensión del bastidor sobre
el suelo de la cabina de ¼ de la anchura de éste )4
(a .
El momento de vuelco producido por la citada carga, debe ser
contrarrestado por la reacción (Rh) de las guías sobre un guiador,
multiplicado por la distancia al otro guiador (d).
Es decir;
dRhaQu⋅=⋅
42
Despejando Rh, se tiene:
daQuRh
⋅⋅
=8
Evaluando nos queda:
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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96
NKgfdaQuRh 31.36993.36
220081300500
8==
⋅⋅
=⋅⋅
=
De manera que la flecha f producida por el empuje horizontal Rh,
sobre las guías, en el tramo lk limitado por los apoyos de éstas, siendo It el
momento transversal del perfil en T y E el módulo de elasticidad del acero de
las guías será:
mmItE
IkRhf 287.010.10210.21048
200031.36948 43
33
=××
×=
⋅⋅⋅
=
Por lo tanto; f = 0.287 < 3mm.
Con lo cual se puede afirmar que las guías cumplirán a flexión.
Tabla 3.16: Cotas de las guías de cabina (I-70/9 e I-90/16).*
TIPO a
mm b
mm c
mm d
mm f
mm g
mm h
mm SECCIÓN
Cm2
PESO Kg/m
I-70/9 70 65 9 6 8 6 34 9.37 7.30
I-90/16 90 75 16 8 10 8 42 16.90 13.25
E = 210.103 N/mm2 Modulo del acero estructural, material empleado para las guías
Tabla 3.17: Características mecánicas de las guías de cabina (I-70/9 e I-
90/16).* MOMENTOS DE
INERCIA Cm4
MODULOS DE RESISTENCIA
DE LA SECCIÓN
Cm3
RADIO DE GIRO Cm TIPO SECCIÓN
Cm2
PESO Kg/m
e Cm
Ix Iy Wx Wy ix iy
I-70/9 9.37 7.30 1.95 41.1 19.1 9.20 5.41 2.08 1.42
I-90/16 16.90 13.25 2.65 102 57.7 21.2 12.8 2.45 1.83
E = 210.103 N/mm2 Modulo del acero estructural, material empleado para las guías
*Fuente: Los transportes en la ingeniería industrial
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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97
A.2) Esfuerzo de frenado y Compresión
Para cumplir con los esfuerzos de compresión las guías entre sus
apoyos deberán cumplir con este coeficiente de seguridad Cs:
RvvRCs′
= >10
En el cual Rv es el esfuerzo de frenado calculado a partir de la
siguiente ecuación:
)(75.1 QbeQulkmgRv ++⋅= Ec. 3.18
En donde: mg: El peso de la guía por metro lineal lk: El tramo de guía comprendido entre 2 apoyos Qu: Carga nominal (Kg.)
Qbe: Es el peso de la cabina vacía y del ramal del cable de maniobra y
elementos de compensación, si los lleva, suspendidos de la cabina (en Kg.)
De la tabla 3.17 tomamos los siguientes valores para el perfil de
sección T I-90/16. Tenemos:
mg = 13.25 Kg./m lk = 2 m. Qu = 500 Kg. Qbe = 530 Kg. Evaluando en la ecuación 3.18, se tiene:
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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98
KNKgfQbeQuIkmgRv 29.181829)530500(75.1225.13)(75.1 ==+×+×=+⋅+⋅=
El esfuerzo de frenado puede ser soportado por las guías a
compresión o tracción.
Si se consideran trabajando a compresión, se calcula su resistencia
como barras comprimidas en tramos de longitud lk entre dos apoyos
consecutivos, y libremente articulados en sus dos extremos. En este caso se
aplica la fórmula correspondiente de Euler:
2
2
'Ik
IEvR mín⋅⋅=π
Ec. 3.19
Siendo: E: El módulo de elasticidad 210.103 Mpa del acero estructural
Imín = Momento de inercia mínimo del perfil de la guía;
Esta fórmula es valida para una esbeltez:
iIk
=λ < 250 Ec. 3.20
Donde:
Ik = longitud entre apoyos
i = radio de giro mínimo (Valor tomado de la tabla 3.17)
Si la esbeltez es mayor, se considera la barra inaceptable para el trabajo a
compresión.
Verificando la relación de Esbeltez, tenemos:
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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99
3.1093.18
2000===
ilkλ < 250
Al cumplirse la relación de esbeltez pasamos a evaluar la Ecuación de
Euler(Ecuación 3.19) para barras comprimidas en tramos de longitud lk entre
dos apoyos consecutivos, y libremente articulados en sus dos extremos.
KNIkIEvR mín 9.298
200010.7.5710.210' 2
432
2
2
=××
=⋅⋅
=ππ
Ahora; teniendo el valor del esfuerzo de frenado y evaluada la ecuación de
Euler, calculamos el coeficiente de seguridad para cumplir con los esfuerzos
de compresión de las guías:
34.1629.18
9.298==
′=RvvRCs >10
Con lo cual las guías cumplirán con los esfuerzos de compresión.
3.7.3 GUÍAS DE CONTRAPESO
Las guías de los contrapesos, se construyen también en perfiles T,
similares a los utilizados para las guías de las cabinas.
3.7.4 GUIADORES DE LA CABINA Y CONTRAPESO 3.7.4.1 REQUISITOS GENERALES El carro y el contrapeso deberán tener no menos de dos pares de
guiadores, siendo éstos los únicos elementos de vinculación permitidos entre
el carro y sus guías y entre el contrapeso y sus guías.
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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100
- Los guiadores serán de los siguientes tipos:
a) Del tipo deslizante con soporte fijo u oscilante y patín con revestimiento
intercambiable de una o más acciones, de metal, madera, plástico u otro
material adecuado.
b) Del tipo de ruedas o rodillos, con llantas de goma, u otro material sintético.
- Los guiadores se ubicarán en la parte superior e inferior y a cada lado del
bastidor del carro, o del contrapeso según sea el caso.
- Cada guiador deberá estar compuesto como mínimo por un soporte o
pedestal y un patín de deslizamiento o rodillo. Este conjunto deberá fijarse al
bastidor del carro o del contrapeso mediante pernos.
De manera que para la cabina se ha seleccionado un guiador del
fabricante Servas N° 5 para guía T 70 con soporte para aceitera y para el
contrapeso un guiador del mismo fabricante Servas N° 1-B para guía T 70
con soporte para aceitera (Véase figuras 3.9 y 3.10 respectivamente).
Fig. 3.9 Guiador Servas N° 5 para cabina.*
*Fuente: www.ascensores-servas.com
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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101
Fig. 3.10 Guiador Servas N° 1-B para contrapeso.*
3.8 SALA DE MÁQUINAS
Los grupos tractores, sus cuadros de maniobra y las poleas de reenvío
de los elevadores deben instalarse en locales especialmente adecuados para
ellos, que no deben ser accesibles más que para el personal técnico
encargado de su conservación y reparación.
3.8.1 MOTOR ELÉCTRICO
La construcción y características de los grupos tractores y sobre todo
de los motores con que van equipados, varía según sea la velocidad nominal
del elevador y el servicio que deben prestar. Se puede establecer el siguiente
esquema:
• Motores de corriente alterna.
» Motores de una velocidad.
» Motores de dos velocidades.
» Motores con convertidor de frecuencia.
• Motores de corriente continua con convertidor alterna-continua.
Se ha seleccionado una máquina tractora con motor eléctrico de
corriente alterna y dos velocidades ya que tiene el sistema más sencillo y es
*Fuente: www.ascensores-servas.com
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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102
el actualmente más empleado para obtener una velocidad de nivelación
pequeña para conseguir un frenado con el mínimo error.
Este sistema se aplica a los elevadores de velocidades de régimen de
hasta 1 m/s. Se suele implementar en elevadores de bajas cargas y
montacargas de cargas elevadas.
Para esto se equipan los grupos tractores con motores trifásicos de
polos conmutables, que funcionen a una velocidad rápida y a otra lenta
según la conexión de los polos, obtenida automáticamente con un dispositivo
que se introduce en el circuito de la maniobra. Por lo demás, los motores son
de ejecución similar a los de una velocidad, y se construyen para una
velocidad elevada de 1500 r.p.m. y velocidades bajas de 250 r.p.m. (24
polos), 333 r.p.m. (18 polos) y 375 r.p.m. (16 polos).
En la tabla 3.18 se representan las características de motores
comerciales de corriente alterna de dos velocidades. Esta tabla se empleará
para seleccionar el motor de este tipo.
Tabla 3.18: Características de motores de corriente alterna de dos
velocidades.*
Potencia Kw
Potencia CV
n (1/min)
IMN Gran
velocidad 220 V
IMN Gran
velocidad 380 V
IMN Baja
velocidad 220 V
IMN Baja
velocidad380 V
3.3 4.48 1500/375 17 10 17 10
4.4 5.98 1500/375 21 12 20 11.5
5.4 7.33 1500/375 24 14 23 13.5
6.7 9.10 1500/375 33 17.5 27 15.5
6.3 8.56 1500/333 28 16 29 17
8 10.87 1500/333 33 19 35 20
10 1.58 1500/333 40 23 40 23
*Fuente: Los transportes en la ingeniería industrial
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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103
3.8.2 POTENCIA NECESARIA DE LOS MOTORES
La potencia necesaria para el funcionamiento de los elevadores
depende de los siguientes factores:
Carga no equilibrada por el contrapeso.
Velocidad de régimen.
Resistencias pasivas que se oponen a su movimiento, como el
rozamiento sobre las guías de la cabina y contrapeso, resistencia
opuesta por la rigidez de los cables, rozamiento en los ejes de las
poleas, resistencias en el movimiento del grupo tractor, entre otros.
3.8.3 CÁLCULO DE LA POTENCIA DEL MOTOR ELÉCTRICO
La potencia teórica del motor está dada por la siguiente expresión:
η⋅⋅
=75
VQP Ec. 3.21
Siendo;
v: Velocidad nominal en m/s. Q: La carga no equilibrada.
η: El rendimiento global que varia de 0.45 a 0.6. P: Potencia en C.V.
En primer lugar determinamos la carga no equilibrada;
Q = QT – Qc
QT = Qb + QU
Qc = QU/2 + Qb
QT = Peso total de la cabina mas la carga (en Kg.)
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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104
Qb = Peso de la cabina(en Kg.)
Qc = Peso del contrapeso (en Kg.)
QU = Carga nominal (en Kg.)
El peso de los contrapesos será:
Qc = 500/2 + 800 = 1050 Kg.
La carga total de la cabina:
QT = 800 + 500 = 1300 Kg.
Por lo tanto la carga no equilibrada será:
Q = QT – Qc = 1300 – 1050 = 250 Kg. Para el cálculo de la potencia se utilizará la formula:
η⋅⋅
=75
VQP
Evaluando la potencia nominal en la ecuación 3.21 tenemos lo siguiente:
HpKWCVVQP 608.455.56.0751250
75≈==
××
=⋅⋅
=η
HpPmotor 6=
Con este valor de potencia nos vamos a la tabla 3.18 y encontramos
un motor de dos velocidades con velocidad en alta de 1500 r.p.m y velocidad
en baja de 375 r.p.m.
El motor a seleccionar es de corriente alterna y de dos velocidades
con frecuencia y voltaje variable, el cual se encuentra en el mercado con
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105
potencias desde 5.5 hasta 30 HP/1500 RPM. Carcazas con y sin patas para
abridar. Seleccionamos un motor de 7 HP idóneo para accionar el
mecanismo motoreductor.
3.8.4 REDUCTOR. CÁLCULO DE LA EFICIENCIA DEL MECANISMO DE TORNILLO SINFÍN, PÉRDIDA DE POTENCIA Y EL CALOR DISIPADO. En primer lugar calcularemos el conjunto de fuerzas que tenemos
aplicados en el sistema, para ello calcularemos el valor de los esfuerzos a
cada lado de la polea tractora, es decir debido al peso de la cabina cargada y
el debido al contrapeso.
Los pesos de la carga útil y la cabina son:
Qu = 500 Kg. Qb = 800 Kg. Despreciamos el peso de los cables de maniobra.
Por lo tanto los valores de las tracciones del cable a ambos lados de la
polea valdrán:
T1 = QT = 13000 N.
T2 = Qc = 10500 N.
Esquema de las tensiones:
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106
La eficiencia de los rodamientos es del 90%, por tanto:
Eficiencia de los rodamientos: hL = 0.9
Asumiendo un tornillo sinfín con 2 dientes que gira a 1500 r.p.m.
(r.p.m. del motor) y una rueda con 42 dientes.
El diámetro del eje sinfín es de 40 mm. Por tanto:
Zp = 2
Zr = 42
dp = 0.04 m.
np = 1500 r.p.m.
DT = 320 mm. (Diámetro de la polea de tracción) En primer calculamos el momento torsor en la polea de tracción:
NmDTThMrM TLT 400320.02
10500130002
212 =⋅−
=⋅−
=⋅=
T1 = Q T = QB + QU
T2 = QC (Peso del contrapeso)
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107
Una vez conocido este momento torsor en la polea MT, nos permite
calcular el momento torsor en la rueda de engrane Mr:
NmhM
MrL
T 83.49390.0
40022 ===
Y una vez conocido este se puede obtener directamente el momento
torsor que deberá soportar el tornillo sinfín Mp:
Para ello es necesario calcular primero el índice de transmisión iG y
tener en cuenta además que el rendimiento del mecanismo de engrane con
tornillo sinfín habrá de calcularse.
Sabemos que el paso axial px del tornillo y el paso circular pt de la
corona es el mismo si el ángulo entre ejes es de 90°.
Es decir:
pt = px = p Sabemos que:
π⋅= mp
Zmd p ⋅= despejando m é igualando se tiene:
πpZpd p
⋅= , Despejando p, se tiene:
mmZpd
p p 0628.02
04.0=
×=
⋅=
ππ
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108
Ahora podemos calcular el diámetro de la corona:
mpZrdr 839.00628.042=
⋅=
⋅=
ππ
Sabemos que la velocidad lineal de la corona y la velocidad lineal del
tornillo es la misma para un engranaje helicoidal de ejes perpendiculares y la
obtenemos de:
smnd
Vp pp 14.360150004.0
60=
××=
⋅⋅=
ππ
El índice de reducción será:
211
422
====ZrZp
nnip
rG
Por lo tanto:
...42.7121
1500 mprin
nG
pr ===
Cálculo de la eficiencia del mecanismo del tornillo sinfín nG.
Ya que tenemos que:
)( φλλ+
=tgtgnG
λ = ángulo de avance
Tendremos que hacer los cálculos previos necesarios para poder
calcular el rendimiento.
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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109
Calculamos el avance del tornillo con la ecuación siguiente:
mmZppL 6.12528.62 =×=⋅=
Seguidamente podemos hallar el ángulo de avance:
ο451
406.125
=⇒≈⋅
=⋅
= λππ
λpd
Ltg
Ahora calculamos el coeficiente de rozamiento m. En la gráfica que lo
relaciona con la velocidad de deslizamiento Vs para un ángulo de presión de
20° y para una corona con aleación de bronce al fósforo y tornillo de acero
pulido y endurecido superficialmente. Para ello calculamos la velocidad de
deslizamiento del mecanismo sinfín:
smCosCos
VpVs /44.445
14.3=== ολ
Ahora para un valor aproximado de m = 0.025 el cual se ha leído en la
siguiente grafica (página 357 del libro los transportes en la ingeniería
industrial):
Calculamos el coeficiente de fricción con la expresión:
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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110
ο
ο 52.1)0266.0(0266.020
025.0==⇒=== Arctg
CosCosmtg
n
φα
φ
αn = ángulo de presión
Y por lo tanto la eficiencia de la transmisión es de:
95.005.11
)52.145(45
)(==
+=
+= οο
ο
tgtg
tgtgnG φλλ %95=Gn
Si la transmisión funcionara en sentido inverso tendríamos una eficiencia del:
95.0195.0
45)52.145()(' ==
−=
−= ο
οο
tgtg
tgtgn G λ
φλ %95' =Gn
Cálculo de la pérdida de potencia y el calor disipado.
Podemos obtener el momento en el sinfín:
Nmni
MrMpGG
75.2495.021
83.493=
×=
⋅=
Conociendo Mp, es posible determinar la potencia del motor necesaria
para accionar el mecanismo sabiendo que nm = np = r.p.m. del motor:
22 9550 L
mL h
nPhMnMp ⋅⋅=⋅=
HpKWhnMp
PL
m 43.68.49.09550
150075.249550 22 ==
××
=⋅
⋅=
La carga a transmitir es realmente la componente tangencial, porque
las componentes radiales y axiales, no son efectivas ya que no transmiten
potencia.
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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111
Podemos ahora calcular el calor disipado y compararlo con las
pérdidas de potencia.
KWnMp
PPp p 89.39550
150075.2495501 =
×=
⋅==
KWnMrPP rr 69.3
955042.7183.493
95502 =×
=⋅
==
La pérdida de potencia puede calcularse a partir de la siguiente
ecuación para una reducción directa:
KWPPPv 2.069.389.321 =−=−= Para saber si nuestro reductor es capaz de disipar la energía que se
produce en él se procede a calcular la superficie exterior para lo cual se
necesita calcular primero la distancia entre centros:
mmmdd
C rp 5.4394395.02
839.004.02
==+
=+
=
Calculamos entonces la superficie exterior como:
285.1585.15 97.65.43910.910.9 mCS =×=⋅≈ −−
En la ecuación anterior habría que aclarar lo siguiente:
Sabiendo que la máxima temperatura admisible del aceite en la
transmisión es de 50 °C y que la temperatura ambiente promedio es de 25
°C, calculamos el incremento de temperatura con la siguiente formula:
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112
Knp
aL ο19.205.115001.001.003.1
25505.11.001.003.1
=−⋅+
−=−
⋅+−
=∆θθθ
Suponemos que la transmisión trabaja a un ritmo normal y con un
ventilador montado en el eje del tornillo sinfín, con lo que la expresión a
utilizar para calcular el coeficiente de transferencia de calor es:
×+⋅×≈ −
75.03
604.011066.6 pnk
11275.0
3 0361.060
15004.011066.6 −−− ⋅⋅⋅=
×+⋅×= SCmKJk ο
Por lo tanto el calor disipado por el reductor en una transferencia
estacionaria será:
KWSKJkSK 08.508.50361.097.619.20 ==××=⋅⋅∆= θ
Como podemos ver se verifica la relación del cálculo térmico de un
reductor:
5.08 Kw. > 0.2 Kw.
Por lo tanto nuestro reductor es capaz de disipar la energía que se
produce en él, en caso contrario sería necesario lubricar de alguna manera el
tornillo sinfín con algún aceite mineral mediante un baño, ó habría que
modificar el diseño y realizar un sistema de transmisión que posea una
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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113
superficie mayor, es decir aumentando la distancia entre centros, lo que
supondría aumentar los diámetros de piñón y corona.
3.9 POLEAS DE TRACCIÓN Y DE DESVÍO
A diferencia de los aparatos de elevación y transporte o grúas, donde
las poleas giran locas, en un elevador eléctrico, la polea superior es siempre
tractora, y por este motivo se debe diseñar de forma cuidadosa, para que
además de soportar los esfuerzos que le transmite el cable, sea capaz de
transmitir la tracción a éste por adherencia.
Las poleas que arrastran los cables por adherencia tienen tres
características (Figura 3.11) que las definen: su diámetro, el perfil de sus
gargantas o canales, y el material de que están construidas.
Fig. 3.11 Características de las poleas.
Según el Código Nacional para Elevadores de Pasajeros y Carga de la
norma COVENIN 621-4:1995 se establece lo siguiente:
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114
- El diámetro mínimo para las poleas de tracción deberá ser de 40 veces el
diámetro de los cables de suspensión.
- El diámetro mínimo para las poleas de desvío deberá ser de 30 veces el
diámetro de los cables de suspensión.
- Las poleas que se instalen en la parte superior del carro, deberán dotarse
de protecciones apropiadas para evitar los contactos accidentales. También
deberán instalarse dispositivos que eviten la salida de los cables de
suspensión en caso de que alguno de éstos se soltara.
- No se deberá recubrir las ranuras de la polea de tracción con medios
aislantes de vibraciones o ruidos que disminuyan la tracción.
- El material empleado para la construcción de las poleas motrices de los
elevadores es fundición de hierro gris, de resistencia suficiente para soportar
la presión específica del cable sobre la garganta, sin que se produzca un
desgaste anormal.
3.9.1 CÁLCULO DE LA PRESIÓN ESPECÍFICA
La presión específica de los cables sobre las gargantas de las poleas
de arrastre no debe superar ciertos límites, para evitar su desgaste
prematuro, y el de los cables.
Según la norma Europea EN 81, la presión específica se calcula por
las fórmulas:
Para poleas motrices de gargantas semicirculares con o sin entalla:
ββ SenDdnTp
T +⋅
⋅⋅=
8 Ec. 3.22
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115
p = Es la presión específica del cable sobre la garganta en Mpa
T = La tensión estática del cable en N (que es igual al peso de la cabina más
el peso de la carga nominal, más el peso del cable con la cabina en el piso
más bajo) (T= Qb + Qu + QL)
d= el diámetro de los cables en mm. ( d= 9.5 mm.)
DT = el diámetro de la polea de tracción en mm. ( DT= 380 mm.)
n = el numero de cables (n=3)
β = él ángulo de la entalla semicircular en radianes (β=165°)
Esta presión específica de los cables sobre las gargantas de las
poleas no deben superar el valor obtenido por la fórmula siguiente de la
presión específica máxima, estando la cabina cargada con su carga nominal:
máxpVVp =
+⋅+
<1
45.12 Ec. 3.23
Donde V es la velocidad de los cables en m/s, para que la presión máxima
sea en Mpa. Además dicha velocidad corresponderá a la velocidad nominal
de la cabina en el caso en el que i, factor del cable, sea igual a 1.
Peso de los cables:
Altura máxima H = 30m
L longitud de cada ramal de cable L = H + 5m.
QL = n x mL x L = 3 x 4 x 35 = 4200 N
mL: Valor leído en tabla 3.11
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116
Tensión estática del cable: T = Qb + Qu + QL = 800 + 500 + 4200 = 5500 N
Teniendo estos valores procedemos a evaluar la ecuación 3.22:
MpaSen
p 29.1165879.2
83805.93
5500=
+⋅
××= ο
luego realizamos el cálculo de la presión especifica máxima permitida en la
ecuación 3.23:
MpaVcVcp 25.8
245.12
11145.12
145.12
=+
=+
⋅+=
++
=
Resulta que 1.29 < 8.25 luego para el ángulo de arrollamiento asumido la
presión especifica es inferior a la máxima permitida.
3.9.2 ADHERENCIA DE LOS CABLES SOBRE LA POLEA DE ARRASTRE En los elevadores de arrastre, la adherencia de los cables sobre las
garganta de la polea debe ser suficiente para que al moverse ésta arrastre
los cables, tanto en subida como en bajada, de la cabina con la carga
máxima.
Para que se realice este arrastre sin deslizamiento, debe verificarse
según la norma EN 81-1, lo siguiente:
α⋅≤⋅⋅ feCCTT
212
1 Ec. 3.24
en la que:
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117
T1/T2 = es la relación entre la carga o fuerza estática mayor (T1) y menor (T2),
que solicitan los 2 ramales de cables suspendidos de la polea de tracción
C1 = un coeficiente que es función de la desaceleración a de frenado de la
cabina, y de la aceleración normal de la gravedad gn y que es igual a:
C1 = (gn + a)/ (gn - a) (gn y a, en m/s2)
Se puede admitir para C1 los valores mínimos siguientes:
1.10 para velocidades nominales hasta 0.63 m/s 1.15 para velocidades nominales comprendidas entre 0.63 m/s y 1.0 m/s 1.20 para velocidades nominales comprendidas entre 1.0 m/s y 1.6 m/s 1.25 para velocidades nominales comprendidas entre: 1.6 m/s y 2.5 m/s
Para velocidades superiores a 2.5 m/s debe ser calculado en cada caso
particular, pero no debe ser inferior a 1.25.
C2 = un coeficiente que tiene en cuenta la variación del perfil de la polea de
tracción debido al desgaste, y que puede evaluarse en:
C2 = 1 para poleas de gargantas semicirculares o entalladas
C2 = 1.2 para gargantas trapezoidales o en V
e = es la base de los logaritmos neperianos f = es el coeficiente de rozamiento de los cables en las gargantas de las
poleas de tracción
α = es el arco de arrollamiento de los cables sobre la polea de tracción, en
radianes
Las dos posiciones más desfavorables para que pueda haber peligro de
deslizamiento son:
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118
a) Cabina cargada llegando a planta baja.
b) Cabina descargada llegando a la planta más alta.
Si sabemos que: Qb = es el peso de la cabina y bastidor, Qu la carga nominal, Qc el
peso del contrapeso, QL el peso de los cables en la longitud del recorrido, Qe
el peso de la cadena o cables de comunicación, si los lleva; entonces las
tensiones a que estarán sometidos los dos ramales de los cables que
mueven la polea de arrastre de un elevador de tracción por adherencia, con
la máquina en la parte superior del recinto serán las siguientes:
a) Cabina cargada llegando a la planta baja ramal más cargado T1 = Qb + Qu + QL ramal menos cargado T2 = Qc
luego c
Lub
QQQQ
TT ++
=2
1 sustituyendo en Ec. 3.21 2
1
TT por su valor,
queda:
α⋅≤⋅⋅++ f
c
Lub eCCQ
QQQ21 Ec. 3.22
b) Cabina descargada llegando a la planta alta
ramal más cargado T1 = Qc + QL ramal menos cargado T2 = Qb
luego sustituyendo en ecuación 3.21 2
1
TT
por su valor, queda:
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119
α⋅≤⋅⋅
+ f
b
Lc eCCQQQ
21 Ec. 3.23
Evaluando en Ec. 3.24 para los siguientes valores:
Peso de la cabina Qb = 800 Kg.
Carga nominal Qu = 500 Kg.
Altura máxima H = 30 m.
Velocidad V = 1 m/s.
Diámetro del cable d = 9.5 mm.
Número de cables n = 3
Peso de los cables por metro mL = 4.000 Kg/m.
Diámetro de polea DT = 380 mm.
Angulo de enrollamiento α = 165°
Se tiene:
Peso de los cables QL = n x mL x L = 3 x 4 x 35 = 420 Kg.
Para el caso (a) Cabina cargada llegando a la planta baja
638.11050
)420800500()(2
1 =++
=++
=c
Lbu
QQQQ
TT
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120
Para el caso (b) Cabina descargada llegando a la planta alta, este
caso no es tan desfavorable como el anterior, pero verificamos
3125.1800
1050
2
1 ===b
C
TT
por lo tanto tomaremos como resultado mas desfavorable el calculado en el
caso (a) y evaluamos en la Ec. 3.24
8837.1115.1638.1212
1 =××=×× CCTT
Resolviendo:
α⋅≤ fe8837.1 Siendo α = 165° = 2.879 Radianes
22.0879.2)8837.1(8837.1 879.2
=⇒⋅== ⋅
ffLne f
Ahora tenemos el valor mínimo que el coeficiente de rozamiento f de la
polea debería tomar para tener una tracción suficiente.
3.10 CONTROL DE MANDO
3.10.1 PARTES ELÉCTRICAS
En el circuito eléctrico de un elevador se distinguen tres grandes
áreas:
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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121
• Circuito de tracción • Cuadro de maniobra • Alumbrado 3.10.1.1 CIRCUITO DE TRACCIÓN Los principales elementos que lo componen son los siguientes:
1. Contactores Los contactores son interruptores que se maniobran a distancia,
poniendo en tensión su bobina de mando. Los contactores se utilizan en la
maniobra de los elevadores para cerrar el circuito del motor del grupo tractor,
después de entrar el inversor que determina el sentido de giro del motor,
para subida o descenso de la cabina.
2. Inversores
Los inversores se denominan así porque sirven para invertir el sentido
de giro de los motores. Son similares a los contactores. Como los motores
que utilizan los elevadores son en general trifásicos, y para variar su sentido
de giro es suficiente alternar dos fases, los inversores de los elevadores son
bipolares.
3. Guardamotores
Los guardamotores o contactores protectores, son aparatos que
además de servir como los contactores, para maniobrar los motores a
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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122
distancia, los protegen contra las sobrecargas que se producen en sus
devanados.
4. Interruptor general
Conecta o desconecta todo el circuito eléctrico.
3.10.1.2 CIRCUITO DE MANIOBRA
Los principales elementos que lo componen son los siguientes:
1. Pulsadores
Los pulsadores de las botoneras de los elevadores son generalmente
electromecánicos, compuestos de un botón o plaquita de un material
aislante, que presiona, al pulsarlo, dos contactos eléctricos y un muelle
recuperador. Estos pulsadores con el botón o la plaquita de plástico
traslúcida, llevan en muchas instalaciones la señalización luminosa
incorporada para indicar que ha quedado registrada la llamada, para señal de
ocupado, o bien para indicar el piso por el que pasa la cabina, haciendo
entonces el conjunto de la botonera, también, de indicador de piso. Se
emplean también pulsadores denominados de contacto como los
capacitativos, en los que el simple contacto del dedo modifica la capacidad
de un condensador que forma parte de un circuito eléctrico-electrónico que
actúa cerrando el circuito de la maniobra. Se emplean últimamente los LED o
diodo emisor de luz para sustituir las lámparas (Véase figura 3.12).
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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123
Fig. 3.12 Botonera de cabina.
2. Interruptores y conmutadores
Los dispositivos de seguridad van equipados con interruptores que
intercalados en el circuito de alimentación de la maniobra, lo cortan en
cuanto se produce algún fallo o falsa maniobra en el funcionamiento de algún
órgano esencial del elevador.
3. Relés
Los relés son aparatos que se utilizan para abrir o cerrar circuitos a
distancia. Para determinadas aplicaciones, conviene que el relé permanezca
excitado unos segundos después de haber cesado la corriente de maniobra,
con objeto por ejemplo, de dar tiempo al pasajero que entra a la cabina para
llamar, antes de que lo haga un pasajero por un pulsador de piso. Para esto
se utilizan los llamados relés temporizados.
4. Transformadores
Las tensiones de alimentación de los elevadores son de 220 ó 380
voltios, entre fases, demasiado elevadas y peligrosas para su utilización en
los circuitos de maniobra, por lo que se reduce por medio de
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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124
transformadores. Con esto, no sólo se disminuye el riesgo de accidente
grave para los usuarios en caso de un contacto directo, sino que puede
reducirse también el aislamiento de los cables, resultando así más
manejables.
5. Diodos
Al conjunto formado por dos semiconductores tipo P y otro N se
denomina diodo. Los diodos se utilizan en los circuitos de maniobra de los
elevadores para permitir el paso de la corriente en un sentido y bloquearla en
sentido contrario. Se utilizan también para rectificar la corriente alterna.
6. Transistores
Los transistores se utilizan en los circuitos de maniobra de los
elevadores para funcionar como “todo o nada”; es decir, para producir
simplemente el paso o el bloqueo de la corriente eléctrica, haciendo las
funciones de interruptor, contacto o relé.
7. Tiristores
Los tiristores, también denominados tiratrones PNPN de silicio, son
diodos de semiconductores PNPN con un electrodo de mando, denominado
puerta, que está situado en la capa semiconductora tipo P más cercana al
ánodo y tiene como misión controlar el valor de la tensión de cebado. Es
decir realiza una función similar a la de la rejilla de los tiratrones. La
aplicación de los tiristores es el control de frenado del grupo tractor del
elevador.
De lo descrito anteriormente puede entonces clasificarse cada aparato
según la función que desempeñan en la maniobra de los elevadores en dos
clases:
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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125
Pulsadores
a) Aparatos que transmiten órdenes
Interruptores y conmutadores
Pulsadores: montados en las botoneras de la cabina, pisos, y sobre el techo
de la cabina (de la maniobra para inspección).
Interruptores y conmutadores: instalados en las guías o en la cabina y
accionados por pantallas magnéticas o resbalones de las guías, para ordenar
cambios en las maniobras en curso, como cambios de velocidad y paradas.
b) Aparatos que ejecutan las ordenes
Estos aparatos están montados en el denominado cuadro de
maniobra, situado en el cuarto de máquinas (Véase figura 3.13). El cuadro de
maniobra está formado por un bastidor o aún mejor por un armario metálico,
fijado sobre una pared, o apoyado sobre el suelo. En el que están instalados
los siguientes aparatos:
El transformador reductor de tensión.
El rectificador de la corriente alterna en continua.
El guardamotor.
El contactor de corte de la alimentación del motor.
Los inversores de subida y bajada.
Los contactores de la maniobra de las puertas automáticas si las lleva.
Los relés de piso, los direccionales, entre otros.
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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126
Los relés temporizados que dan las prioridades y esperas reglamentarias.
Los diodos direccionales
Fig. 3.13 Cuadro de maniobra en sala de máquinas.
3.10.1.3 SISTEMAS DE CONTROL Una vez que se ha determinado el número, el tamaño, la velocidad y la
localización de los elevadores en la estructura del edificio, debe implantarse
el sistema de control adecuado para que la instalación funcione de forma
correcta.
Control de movimiento es la designación que recibe el equipamiento
que determina las características del funcionamiento individual de un
determinado elevador, que velocidad debe adoptar para viajar de un piso a
otro, el medio y la velocidad de abertura y cierre de puertas, determinación
de tiempos para la entrada y salidas de usuarios, la exactitud en el
posicionamiento al mismo nivel que el piso, la señalización visual del piso en
que se encuentra, entre otros.
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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127
Debido al uso y funcionamiento que tendrá el elevador de carga en el
Hospital Central de San Cristóbal, el cual consiste en un operario parando en
cada uno de los pisos ya sea de subida o bajada con el fin de ingresar los
contenedores plásticos al elevador se ha seleccionado el tipo de maniobra
selectiva-colectiva en ascenso y descenso que operará de la siguiente
manera:
Cuando sube: Cuando accede el operario a la cabina, pulsa los
botones de los pisos deseados. Al subir el último y cerradas las puertas, el
ascensor arranca automáticamente y va parando sucesivamente en cada
nivel registrado por el operario de la cabina y además en los pisos
registrados por el personal de recolección de desechos que desde los
rellanos hayan pulsado llamadas para subir. No atenderá las llamadas para
bajar que se hayan efectuado en los pisos, pero quedarán registradas en la
memoria. Sin embargo, si se diera el caso de una llamada de piso para bajar,
que se efectúe desde un nivel superior al último que haya sido llamado para
subir, si la atenderá.
Cuando baja: En bajada irá atendiendo las llamadas de todos los
usuarios que desde los rellanos hayan pulsado el botón de bajada. A medida
que el operario ingresa los contenedores plásticos a la cabina, oprimen el
pulsador del piso que desean, ellos quedan registrados. Siempre en
descenso la cabina se irá deteniendo en todos los pisos registrados, tanto
desde la cabina como desde los pisos, hasta alcanzar la planta baja o el nivel
mas bajo registrado. Para aclarar la conveniencia de ésta maniobra
brevemente descrita, vale indicar que tiene un excelente rendimiento. Para
transportar la misma cantidad de pasajeros en una cabina de idénticas
características, debe recorrer menor distancia y efectuar menos detenciones
y arranques. Ello provoca ahorro de energía, menor desgaste de la
instalación en su conjunto, prolongando su vida útil y menor tiempo de
CAPÍTULO 3 Criterios para el Diseño del Aparato Elevador de Carga
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espera del personal de recolección de desechos. Es altamente recomendable
en edificios en que por su uso se producen viajes entre pisos intermedios.
3.10.2 DISPOSITIVOS DE OPERACIÓN SOBRE EL TECHO DE LA
CABINA
Según el Código Nacional para Elevadores de Pasajeros y Carga de la
Norma COVENIN 621-4:1995 se establece lo siguiente:
- Se deberá proveer un dispositivo de operación en la parte superior del
bastidor del carro para hacer funcionar el elevador durante el ajuste, la
inspección, el mantenimiento y las reparaciones.
- Deberá poseer un interruptor de comando inaccesible a cualquier
accionamiento accidental, con las funciones siguientes:
• Cambio de maniobra de normal a revisión.
• Ser accionado por 2 pulsantes independientes de presión constante.
• Botón pulsador con retención conectado en serie con los circuitos de
seguridad, a fin de interrumpir la marcha del elevador en caso de
emergencia.
• Serán diseñados de forma tal que al ser accionados para mover el
carro, tanto los botones en la cabina como en los pisos, serán
inoperantes.
- La velocidad del carro no excederá de 1 m/s, se podrán alcanzar
velocidades de hasta 1.2 m/s siempre y cuando se coloque un pulsador
adicional.
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Fig. 3.14 Dispositivo de operación en la parte superior del bastidor de la cabina.
3.10.3 ILUMINACIÓN DE LA CABINA
Según el Código Nacional para Elevadores de Pasajeros y Carga de la
Norma COVENIN 621-4:1995 se establece lo siguiente:
- La iluminación de la cabina deberá ser artificial, con una fuente luminosa de
no menor de 20 wattios, la cual estará encendida permanentemente.
- Las cubiertas de los artefactos de iluminación deberá ser de vidrio de
seguridad, metálico o bien de plástico, siempre que se prevea la ventilación
adecuada.
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Fig. 3.15 Iluminación de la cabina. 3.10.4 VENTILACIÓN DE LA CABINA
Según el Código Nacional para Elevadores de Pasajeros y Carga de la
Norma COVENIN 621-4:1995 se establece lo siguiente:
- La cabina deberá estar provista de medios de ventilación naturales o
artificiales
- Cuando la ventilación sea artificial, está se deberá lograr mediante un
sistema de aire forzado de tres (3) renovaciones por hora mínimo.
Fig. 3.16 Sistema de ventilación forzada. 3.10.5 CONTROL DE PUERTAS DE POZO Y CABINA
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La puerta del pozo es de accionamiento manual (Giratoria horizontal
según el código nacional para montacargas) y provista de un seguro de llave
para uso del operario de turno.
Fig. 3.17 Puerta del pozo. Batiente horizontal.
La cabina estará equipada con una puerta de deslizamiento horizontal,
accionada por el mismo operador una vez que se encuentre nivelada la
cabina en el respectivo piso de parada.
Para la puerta de cabina se ha seleccionado una puerta plegadiza con
una mirilla reglamentaria y con seguro controlado con una llave por el
operario debidamente calificado.
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Fig. 3.18 Puerta de la cabina. Plegadiza horizontal.
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