Presentacin de PowerPoint

UNIVERSIDAD TECNOLGICA METROPOLITANAFACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE MECANICADISEO DE GRA PLUMA DE CAPACIDAD10 TONELADAS PARA MANTENCIONTREN DE BOMBAS

Mario Alberto Esteban De La ParraPablo David Mardones AgeroProfesor Gua: Sra. Mara Ins Carracedo Contador Santiago de Chile Septiembre 2013NDICE Introduccin Objetivo general Objetivos especficos Descripcin general para gras giratorias de columnaPartes principales de la graDimensiones principales de la graPrestaciones de la gra Criterio de diseo Montaje de la gra Costos Involucrados Conclusin

INTRODUCCINDisear la gra pluma giratoria con capacidad de 10 toneladas, nace de la necesidad de realizar funciones de mantencin en el tren de bombas de impulsin de relaves de la planta Cabildo de Minera Cenizas S.A. Actualmente dichas actividades son realizadas con equipos mviles arrendados a terceros. OBJETIVO GENERALDisear una gra pluma de 10 toneladas, estacionaria con capacidad suficiente para apoyar labores de mantencin tren de bombas de impulsin relaves de la planta Cabildo de Minera Las Cenizas S.A. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Diseo de gra de 10 toneladas de capacidad, con rotacin en la pluma de 360 y radio de giro de 7 metros.

Apoyar labores de mantenimiento en reposicin de partes mecnicas, y eventualmente, otras piezas especiales ubicadas en la instalacin..Lograr autonoma de labores, y as, no depender de terceros como: personal externo (contratista), arriendo de gras mviles para llevar a cabo labores de mantenimiento.

Minimizar prdidas de produccin por acciones de mantenimiento correctivo.

DESCRIPCION GENERAL PARA GRUAS DE COLUMNA

Partes principales de la graLa estructura: Est divida en 4 partes principales: pluma, columna, cimentacin y sistema de anclaje

El mecanismo de giro est situado en la parte superior de la columna, constituido por el moto reductor elctrico, un acoplamiento directo y un eje de salida que lleva en su parte inferior un pin que ataca una corona

MECANISMO DE GIRO

MACANISMO DE ELEVACIN Y TRASLACION

El mecanismo de elevacin y traslacin est compuesto por un polipasto elctrico de 10 Ton de capacidad con accionamiento elctrico de traslacin. Se han dispuesto al principio y final de la pluma topes final de carrera para amortiguar eventuales golpes y delimitar la carrera del polipasto.

DIMENCIONES PRINCIPALES DE LA GRUA

Dimensiones y radios de funcionamientoAltura total5930mmAltura bajo viga5300mmAltura bajo gancho3850mmAltura mxima polipasto1450mmAlcance mximo6380mmAlcance mnimo2040mm

PRESTACIONES DE LA GRUA

Capacidad de Carga El servicio de la gra es la elevacin equipos, componentes y accesorios; es decir, cargas pesadas, medianas y livianas, con una capacidad mxima de 10.000 kg. Por lo tanto la capacidad de carga y la frecuencia de servicio que se le exige a la gra es variable.

Movimiento de la gra:Movimiento de elevacinMovimiento de giroMovimiento de traslacin

MOVIMIENTO DE LA GRUACRITERIOS DE DISEO El clculo y dimensionamiento de las partes y piezas principales que componen la gra; estructura, mecanismo de giro, mecanismo de elevacin y traslacin. Para llevar a cabo el diseo se recopil informacin sobre este tipo de gras en libros, catlogos y normas, siendo las ms empleadas en este caso la NCh 427, cR1977, NCh 2369 Of 2003 y manual de diseo estructural ICHA, entre otros. El criterio de seleccin de los componentes y el diseo de la estructura se basa en la sencillez y simplificacin de elementos para optimizar tanto la fabricacin como el montaje, mantencin de la gra adems de minimizar costos.SELECCIN DE LA VIGA A EMPLEAREl razonamiento empleado para la seleccin del perfil doble T radica en que este presenta un buen comportamiento a la flexin provocada por un momento flector, cuya direccin vectorial sea perpendicular al alma central, y en segundo lugar constituye una solucin econmica para el diseo y fabricacin de la pluma.

SELECION DE LA COLUMNAPara la seleccin de la columna se considerara un perfil tubular redondo ya que presenta un mejor comportamiento que otros perfiles del mercado ya que sus momentos de inercia en los ejes x e y son los mismos. En este caso se analizara una columna con un extremo empotrado y el otro libre.

SELECCIN SISTEMA MOTRIZ El par resistente que acta sobre el motor-reductor de giro est constituido por dos pares resistentes. En primer lugar el par resistente ms desfavorable originado por las inercias y rozamiento para iniciar el movimiento de rotacin en el rodamiento principal de giro. Y en segundo lugar, por el momento torsor originado por el viento transversal sobre la carga y la pluma.

La seleccin del reductor est dada por los siguientes parmetros: - Relacin de reduccin elevada. - Momento de salida elevado.Para poder hacer la seleccin del reductor se debe calcular el momento de clculo Mc el cual considera el factor de marcha y tipo de servicio de la aplicacin.

SELECION DEL RODAMIENTO PRINCIPALCada tipo de rodamiento presenta propiedades caractersticas que dependen de su diseo y que lo hacen ms o menos adecuado para una aplicacin determinada.Otros criterios importantes a tener en cuenta a la hora de disear una disposicin de rodamiento, incluyen: la capacidad de carga y la duracin, la friccin, las velocidades admisibles, el juego interno del rodamiento o precarga, la lubricacin y las obturaciones.

La capacidad de transmisin de un engrane viene limitada por: -El calor generado. -El fallo de los dientes por ruptura. -El fallo por fatiga en la superficie delos dientes. -El ruido resultante de velocidades altas o cargas fuertes.

PLACA BASE

El rea de diseo por compresin en el rea de apoyo de una zapata de hormign es mucho menor que el correspondiente a la base de acero de una columna. Cuando una columna de acero se apoya en la parte superior de una cimentacin, ya sea una zapata aislada o una platea, es necesario que la carga que baja de la columna se distribuya en un rea tal que no se aplaste el hormign. El AISC-LRFD proporciona las especificaciones para placas base

PERNOS DE ANCLAJE

Al estar en presencia de momentos grandes se generan cargas axiales en ambos lados de la columna, mientras un lado estar comprimido el otro traccionado. La mayor traccin a la que los pernos de anclaje se deben disear es la producida por el momento en la base de la columna, aumentada por el levantamiento debido a la tendencia al volcamiento de la gra bajo cargas laterales.

MONTAJE DE LA GRUAFase de cimentacin y fijacin de la columna

En el lugar se realiza un vertido de hormign de limpieza (emplantillado) de unos 100 mm de espesor. En esta parte se ha de asegurar el paso de los conductos de la electricidad si la alimentacin se hace desde la base de la gra. Se posiciona la placa plantilla de los pernos de anclaje y se deja que sobresalgan de una placa unos 200 mm. En este punto se vierte el hormign H25 kgf/cm2 y se deja secar. Se posiciona la placa y se nivela.

Posterior al fraguado del hormign, se baja la columna con cuidado de no daar los hilos de los pernos. Con ayuda de tornillos de nivelacin que pasan por sobre la placa plantilla, se nivela la columna.Una vez aplomado y nivelado el asiento se vierte una capa de 5 a 10 centmetros de mortero de nivelacin. Se fija a la zapata apretando las tuercas de los anclajes.

Figura montaje columna

MONTAJE RODAMIENTO Antes de proceder al montaje se ha de verificar que el rodamiento gira fcilmente, haciendo girar el rodamiento no atornillado. Proceder al montaje de rodamiento de giro. Atornillar rodamiento en la parte superior de la columna segn las instrucciones dadas en el apartado, montando el sistema de fijacin y sellado de acuerdo al plano de montaje mecnico. Proceder al re-engrase de las partes, tanto del rodamiento como de la corona de engrane.

Montaje de la viga HEB 650Apernar la viga HEB 650 al acoplamiento de unin, el cual debe ser montado en el eje de giro de la pluma.Mecanismo de giro

El conjunto del mecanismo de giro, compuesto por el moto reductor, la caja de rodamientos y pin con la corona. Montar el mecanismo de giro sobre la pluma. Tener cuidado con no cizallar los dientes de los engranajes. En el punto de mayor desviacin del circulo primitivo respecto a la forma circular se procede al ajuste del juego de flancos. Despus de que se ha apretado definitivamente los tornillos de fijacin del rodamiento, se deber comprobar de nuevo el juego entre flancos a lo largo de la totalidad del permetro.

Montaje polipastoInstalar el polipasto marca ABUS 10 Ton altura de levante mximo 12 mt en la pluma y hacer las conexiones elctricas necesarias con la caja elctrica situada encima de la pluma. Instalar los topes finales de carrera en la viga de la pluma. Montar las protecciones del polipasto a la distancia y hacer los agujeros necesarios en la pluma.

Montaje de partes

COSTOS INVOLUCRADOS

En las siguientes planillas se muestra la calidad y el valor de los materiales considerados en el diseo de la gra puente.

Costo de materias primas

Costos de requerimiento de personal En la siguiente planilla figuran los costos requerimiento de personal para la fabricacin de la gra pluma.

Costos de implementacinEn la siguiente planilla figura el costo de implementacin de la gra pluma, pre-comisiona miento, comisiona miento y puesta en marcha.

CONCLUSIONESSe concluye que al realizar el estudio de este proyecto, los costos involucrados son con una vida til de 15 aos

Costo Total= $32.002.260.-

Esta inversin segn los antecedentes recopilados se recupera en el plazo mximo de 3 aos, ya que anualmente Costo anual= $12.000.000 se gasta la compaa en servicio de gra externa

Costo Total= $36.000.000.-

34Se propusieron alternativas de diseo, como la altura de la columna, tipo de fijacin; tipo de viga, largo, capacidad de carga y tipo de polipasto, por mencionar algunas, y que en su mayora, se convirtieron en las alternativas seleccionas como solucin de la necesidad. Se definieron los criterios de diseo a seguir de acuerdo a las normas de diseo citadas en la presente tesis.Muchas Gracias