Anlisis y diseo de un Winche

Anlisis y diseo de la unin soldada de un tambor y fajas en V de un Winche elctrico.Soldadura y Fajas en VCapitulo IMarco Terico1. IntroduccionWinche es un equipo o maquinaria que sirve para elevar o para arriar y son de gran potencia, pueden ser impulsados por motores elctricos, a vapor, hidrulicos o hasta incluso manuales. Consiste en un rodillo giratorio, alrededor del cual se enrolla un cable o una maroma, provocando el movimiento en la carga sujeta al otro lado del mismo. En los cabrestantes manuales, unas barras cruzadas en los extremos del cilindro giratorio permiten aplicar la fuerza necesaria. Son parte integral, entre otras cosas, del equipamiento nutico.El cable puede ser de acero o un material sinttico, como kevlar. El kevlar es ms ligero y aguanta mejor los tirones, pero es menos resistente a las rozaduras durante el arrastre.Nuestro proyecto analiza cada una de las partes de un winche elctrico, en esta ocacion nos centramos en el diseo del tambor y el de las fajas de transmisin de potencia.

Fig. 01 Winches elctricos y manualesWinches ElctricosEstn diseados para la construccin de desempeo especfico de trabajo sobre el auge y posterior traslado de cargas especiales, como en la construccin y en las plantas de fabricacin. La popularidad de este producto es realmente grande, ya que sin este cabrestante no es posible la construccin, muchos procesos de fabricacin en consecuencia.2. ObjetivosDeterminar las consideraciones mnimas del diseo para la soldadura de la parte estructural del winche elctrico.Determinar las consideraciones mnimas para el diseo de las fajas en V que transmiten al winche desde el reductor.

Definicin del winche de izajeEl Winche de izaje, es una maquinaria utilizada para levantar, bajar, empujar o tirar la carga; el Winche de izaje, es utilizado tambin para bajar e izar personal del interior de la mina ; siempre que cumpla con exigencias mnimas de seguridad. En otras palabras el sistema de izaje a travs de los Piques de una mina, tiene semejanza a los ascensores de los edificios; en las minas importantes del Per, se utiliza el Winche como maquinaria principal de transporte vertical (para el arrastre de mineral, se utilizan los winches de rastrillaje). Equipos similares de izaje son los elevadores elctricos de aire o hidrulicos, gras mviles, puentes-gra y teclees. Componentes de un Winche de Izaje:

Dependiendo de las dimensiones y necesidades, un Winche de izane tiene los siguientes componentes: Tambora (una o dos); Motor; Sistema de seguridad: Lilly control, frenos, etc.; Palancas de control; Cables; Jaula, baldes o skips; Poleas; Estructura de desplazamiento o castillo.

Tambora (una o dos):

Son cilindros metlicos donde se enrolla el cable. Podramos hablar del enrollado activo que es el cable que verdaderamente trabaja y el enrollado de reserva para los cortes reglamentarios que dispone la ley de seguridad y para reducir el esfuerzo ejercido por el cable, a la unin con el tambor. La fotografa muestra Tamboras del Winche de Uchucchacua Buenaventura.

Fotografa 1. Tamboras del Winche de Uchucchacua Buenaventura.Fuente: Google Imgenes Inc. Motor:

Es el propulsor de la accin mecnica, es el que realiza el trabajo de izaje .Las caractersticas del motor se elige de acuerdo al requerimiento y la capacidad de la carga que se quiere izar y a las dimensiones y modelo del pique. La fotografa muestra el Winche-Chacua-VT del Pique Chacua. Unidad de Produccin Uchucchacua-Buenaventura.

Fotografa 2. Motor Elctrico .Fuente: Google Imgenes Inc.Sistema Preventivos de Control: Lilly Control, frenos, etc.: Es el dispositivo encargado de regular la velocidad, este acta en caso de una sbita aceleracin o desaceleracin de la velocidad, ocasionado por una posible falla mecnica, el Lilly control, acciona el dispositivo de emergencia del sistema de izaje.

Palancas de control: Son los dispositivos de control y manejo del Winche. Estos deben ser manipulados slo por el operador o maquinista autorizado.

Cables de Izaje: Dependiendo del tipo de izaje en los winches; ya sea por friccin o enrollamiento; los cables de izaje pueden ser fabricados de aluminio o de alambre de acero; los mismos que, son colocados ordenadamente para desempear el trabajo de izar los skip o las jaulas. Para formar cables, se arrolla un gran numero de hilos de aluminio o acero de alta resistencia (entre 130 y 180 kg/mm2). Estos hilos se disponen en cordones y torones, segn sea el caso.

TIPOS DE CABLES:

De acuerdo a su torcido pueden ser: a. Regular; b. Tipo Lang.

a. Regular: Los alambres del torn, estn torcidos en direccin opuesta a la direccin de los torones del cable.

b. Tipo Lang: Los torones en un cable tipo Lang, estn torcidos en la misma direccin (lang derecho o lang izquierdo).

Los cables con torcido lang son ligeramente ms flexibles y muy resistentes a la abrasin y fatiga, pero tiene el inconveniente de tener tendencia a destorcerse por lo que nicamente debern utilizarse en aquellas aplicaciones en que ambos extremos del cable estn fijos y no le permitan girar sobre si mismo.Polea:

Es una rueda acanalada que gira alrededor de un eje central por el que pasa el cable en cuyos extremos se encuentra la jaula o skip (resistencia) y en la otra el winche o tambora (potencia). Las poleas se pueden construir de 3 formas: 1. Por fundicin; 2. Por acero moldeado; 3. Por construccin soldada.

Las poleas soldadas son menos pesadas y las ms resistentes y son las ms empleadas en la construccin de piques. La polea de izaje debe ser hecha y mantenida para acomodar adecuadamente el cable. El dimetro de la polea est establecido por reglas de seguridad para piques. Fotografa 3. Polea de izaje minero 72 .Fuente: Google Imgenes Inc.

Tipos de Winche de Izaje:

a. Winches de tamboras; b. Winches de friccin; Los Pequeos Productores Mineros y Mineros Artesanales, utilizan winches de izaje de tamboras, por ser maquinarias que se adaptan a su infraestructura y requerimientos de izaje. Ejemplos resaltantes de winches de izaje de friccin tenemos en las minas de Casapalca (Yauliyacu Glencord) y Cerro de Pasco (Paragsha Volcn Ca. Minera).

Fig. 02 Winche ElctricoCapitulo IIDiseo de la unin soldada del winche y faja.1. Winche Elctrico Capacidad1 ToneladaVelocidad de Cable34m/minDiametro de cable9.3mmRelacion de transmisin31.5Diametro de tambor190mmLargo de tambor363mmPotencia de motor10 H.P.

Tabla 1: Especificaciones TecnicasFuente: Direct Industry (Catalogo 2011)2. AplicacionesEl siguiente trabajo muestra un desarrollo operacional en el campo de construccin mobiliario.Entodoterrenosse utilizan para engancharlos en algn rbol u otro vehculo, en caso de que no se pueda superar un obstculo o haya quedado encallado.

3. Grafico del Winche a analizar

Fig. 03 Grafico de winche a analizar4. Grafico de winche a analizar uniones soldadas.

Fig. 04 Grafico de winche a analizar uniones soldadasUnin soldada analizada.5. Unin soldada del wincheCordn bFig. 05 Representacin de la unin soldada5. Unin soldada del wincheCorte DirectoFig. 06 Representacin de la unin soldada5. Unin soldada del wincheCorte indirectoFig. 7 Representacin del momento torsor5. Unin soldada del wincheFig. 8 Representacin del momento flector5. Unin soldada del wincheFig. 9 Representacin de la fuerza resultante5. Unin soldada del wincheFig. 10 Representacin de la fuerza resultante6. Tamao del cordn de soldadura.7. Seleccin de cable

Tabla 2 Representacin de la fuerza resultanteFuente: TECHNO Catalogo de cables de acero.8. Longitud y peso del cable de acero.9. Relacin de transmisinTamborMotorFig. 11 Transmisin del motor al tambor10. Potencia aplicada al motor.11. Potencia de diseo.12. Seleccin de faja en V.Considerando:

Fig. 12 Seleccin de la seccin de faja en V12. Seleccin de faja en V.SeccinAnchoAlturaDimetros de paso de poleasRecomendadoMnimommpulg.mmpulg.mmpulg.mmpulgC22.27/813.517/32229 a 3059.0 a 12.01787.0Tabla 3: Secciones de estndares de fajas y dimetros de paso mnimos de las poleasFuente: Elementos de maquinas , M. Salvador G. pag. 13412. Seleccin de faja en V.Seccion C7.011.07.512.08.013.08.514.09.016.09.418.09.520.09.624.09.830.010.036.010.244.010.550.010.6Tabla 4: Poleas estndares para las fajas en VFuente: Elementos de maquinas , M. Salvador G. pag. 134

13. Longitud de la faja en V.C-9013. Longitud de la faja en V.14. Potencia.14. Potencia.15. Numero de fajas.GRACIAS.