SISTEMA DE ELEVACION MEDIANTE UN TORNILLO DE POTENCIA

ANDRES FERNANDO ORTIZ PRADA

COD: 2091910

PRESENTADO A: Ing. PEDRO JOSE DIAZ

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDAR

ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA

BUCARAMANGA, 2013

DISEÑO DE ELEVADOR DE TIJERA PARA UNA CARGA DE 2 TON

Se va a elevar 3 metros una carga de 2 toneladas a una velocidad estable de 9 metros por minuto, para ello se emplea un tornillo de potencia.

Dimensiones

Carga o peso a elevar W=2 [ton ]=19620 [ N ]

Longitud barras Lbarras=√1,52+22=2,5 [m ]

Angulo de inclinación de las barras en la elevación máxima θ=36,87

Se asume la carga centrada.

DCL general

Q=H x

G y=H y=W2

=9810 [N ]

DCL plataforma

Bx=0

A y=B y=9810 [N ]

DCL tijera superior

A y=B y=D y=E y

D x=Ex

DCL barra A-C-E

∑M c=0

A ycosθ+Ey cosθ−Ex senθ=0

E x=cosθ∗(A y+Ey )

senθ=26159,90[N ]

Q=26159,90[N ]

Caluculos de columna

Columna cortaN=1,8Sy=250MPa

E=200G

N=S y

σ σ=138,88MPa

σ=QA

A=1,883∗10−4m2

A=π D2

4 D=0,01548[m ]

Relacion de esbeltez

Srj=π √ ES y

=88,85

Sr=Lefectiva

k

k=√ IA

I c=π D4

64

Remplazando la inercia y el area en la ecuacion de k se obtiene

k=D4

Sr=4 Lefectiva

D= 258,398

Como Sr mayor a Srj es una columna larga, asi que recalculamos el diametro.

Q= π2EIL2

D= 4√ 64∗L∗Qπ3∗E

D=0,02270 [m ]

El diametro obtenido es el diametro minimo para una columna sometida a esa carga y con esas condiciones, con este valor entramos a la tabla No 3.3. Parametros de diseño en roscas ACME.

Con estos parametros de diseño ya podemos maquinar el tornillo.

Ahora se calcula el torque necesario para subir la carga, que se debe elevar a una velocidad de 9 metros por minuto y alcanza el regimen estable en 1 segundo.

Respuestas

CONCLUSIONES

Al calcular el diametro del tornillo mediante el analisis de columna obtenemos un diametro de 2,2 cm, este diametro es el diametro de raiz del tornillo requerido para elevar la carga de 2 ton.

Los tornillos de potencia estan normalizamos, seleccionamos una rosca ACME asi que buscamos en las tablas de rosca ACME, un tornillo que tenga un diametro de raiz igual o mayor al que se obtubo mediante el calculo de columna, una vez hecho esto tenemos todas las caracterisitas del elemento a maquinar.

El elevar una carga tan pesada, a una altura considerable (3 metros) no es recomendable un mecanismo de tornillo de potencia, este montaje consume una potencia de 2,5 HP, y por norma un motor de mas de 1 caballo requiere un arrancador, aumentando el costo del sistema de elevacion.

Este tipo de tornillos al no conseguirse comercialmente, requiere ser maquinado, y esto implica gran cantidad de calculos y horas de trabajo, aumentando el costo del sistema.

La solucion mas sencilla para un sistema de elevacion como el que se quiere, es implemetar la hidraulica, que nos proporciona una gran potencia a baja velocidad, se consigue en el comercio y facilita la manufactura del elemento de elevacion.