Proyecto Teoria de Maquinas

7/24/2019 Proyecto Teoria de Maquinas

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UNIVERSIDAD DON BOSCOFacultad de Ingeniera

Escuela de Ingeniera Mecnica

ENUNCIADOPROYECTO DE CTEDRA

Problema 3-20Una carpintera necesita un aparato de volquete adaptable a su camioneta abierta de

reparto, de modo que pueda descargar sus materiales de construccin. Ella no puedecostear la compra de un camin de volteo

Presentado por:

Benavides Escobar, Francisco Antonio BP080733

Flores Magaa, Oscar Orlando FM110945Domnguez Zeledn, lvaro Mauricio DZ090196Menjvar Tomas, Ricardo Dagoberto MT120271Villalobos Prez, Juan VP110195

Materia:Teora de Mecanismos y Mquinas

Docente:Ing. Carlos Orlando Azucena Vsquez

Ciclo I, Ao 2016

Fecha de entrega:21 de febrero de 2016


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INDICE

INTRODUCCIN 3

OBJETIVOS 4

ANTECEDENTES 5-11

PROPUESTA A DESARROLLAR 11-12

JUSTIFICACION 13

ALCANCES 14

LIMITANTES/DELIMITANTES 15

ESTRATEGIA PARA IDENTIFICAR EL MECANISMO A DISEAR . 15-16

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES 17-18

CONCLUSIONES ... 19

REFERENCIAS ... 20

ANEXOS 21-29


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OBJETIVOS

Objetivo General:

*Presentar una propuesta para la construccin de un mecanismo o mquina que permitadepositar diferentes materiales de carpintera desde la cama de una camioneta de reparto enbase a un diseo basado en los principios cinemticos y cinticos de la teora demecanismos y maquinas que permitan resolver la necesidad de la forma ms apropiada y

econmica.

Objetivo Especficos:

*Recopilar informacin tcnica, comercial y acadmica para estar en la capacidad dedisear y analizar una posible solucin mecnica al problema descrito.

*Proponer un mecanismo compuesto bsicamente por eslabones y juntas unidas paraconformar el sistema mecnico cuyo movimiento permita la solucin de la necesidadplanteada.

*Aplicar los criterios, tcnicas y mtodos de la teora de mecanismos al diseo y/o anlisisde un sistema de manera que este sea funcional y cumpla con unos cuantos requerimientosbsicos.


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ANTECEDENTES

Cada vez que aparece el ser humano con su ingenio trabaja para obtener los recursos para

sobrevivir o bienes necesarios, primero para transportar cargas pesadas utiliza elmecanismo de la rueda en la carretilla de mano, luego la carreta jalada por caballos obueyes llevando cosas ms grandes y finalmente invent las maquinas utilizando camiones,estos los modific haciendo los camiones de volteo. El mecanismo ms similar es unacatapulta que utilizaban para tirar piedras y se mueve de la misma forma que el camin devolteo, podemos verificar la siguiente informacin de historia de la catapulta.

La catapulta

Aqu aplicaremos la palabra catapulta, para referirnos a cualquier arma utilizada paralanzar proyectiles, independientemente del tipo, origen y forma.

Se cree que la catapulta (katapeltikon) fue desarrollada alrededor del ao 400 a de C. en laCiudad griega de Siracusa, por ingenieros y artesanos en el reinado de Dionysius I. Lascatapultas se mencionan en Atenas en el ao 360 y 350 a. de C. Ya en el 330 se entrenabana los hombres jvenes rutinariamente en su uso. Durante estos aos, la artillera aparecehaber sido considerada como arma defensiva. Finalmente aparecen en las manos de unagresor en el ao 340 a de C. cuando Philip de Macedonia asalt Perinthus.

El precursor de toda la artillera era el arco y la flecha. La idea de lanzar ms lejos losproyectiles, hicieron que se desarrollara. Los arcos continuaron siendo populares, puestoque podran ser llevados y ser manejados por un solo soldado, pero incluso ah sedesarrollaron tambin arcos ms grandes que podran lanzar proyectiles ms grandes y mslejos. Estos arcos ms grandes fueron llamados ballistae: (Ballesta). Estas ballestas msgrandes eran razonablemente exactas con un alcance entre los 200 y 300 metros, pero nopodan ser preparadas muy rpidamente. La diferencia fundamental entre la ballesta y elarco de los cuales se deriva, era su capacidad de almacenar energa: un arco se poda doblarhacia atrs, pero un arquero solo poda almacenar energa hasta donde le permita su fuerza,por un tiempo muy corto. La ballesta poda ser amartillada, y segua almacenando la

energa mientras que los operadores la amartillaban, adems de poner su atencin a otrosdetalles, tales como apuntar y esperar el momento perfecto para disparar. Fueron creadasmuchas mquinas, ms o menos parecidas pero de diferentes proporciones y especialidades,como el Oxibeles, la Cheirobalista, el Escorpin.
http://www.astilleroweb.com/historia.htm#BALLESTAhttp://www.astilleroweb.com/historia.htm#BALLESTA


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Principio de clculo para el carrozado de vehculos comerciales

Todo el procedimiento para el clculo de la longitud de la caja, la capacidad de carga y lacarga sobre ejes adecuados est basada en relaciones simples. Si se identifican las variablesque rigen el sistema, se puede hacer una relacin que determine la variacin de la cargasobre el hombre segn la posicin de la pesa.

Variables que determinan la variacin de la carga en el sistema.

La pesa (carga) se expresa como L (kg). La carga (fuerza de reaccin sobre el hombre) se

denomina F (kg). La distancia del centro de la rueda al centro de gravedad de la pesa (de lacarga) se indica como la palanca H (mm). La distancia entre los puntos de la carga (centrode la rueda y el hombre) se indican como A (mm). Para conseguir el equilibrio, la carga Lmultiplicada por su palanca H deber dar el mismo resultado que la fuerza de reaccin Fmultiplicada por su palanca, es decir, la distancia A, se puede ver en la siguiente ecuacin.

() () () ()


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En la siguiente figura se traslada la analoga anterior al sistema real de un vehculo de cargacarrozado, la carga sobre ejes y el clculo de la carrocera en los camiones est basado en elprincipio de la palanca.

Carrozado de vehculos de carga. Variables del sistema.

El trabajo de transporte de todo tipo de materiales, empleando un camin exigecomplementar el chasis del camin con alguna forma de superestructura o carrocera. Elobjeto de los clculos para el carrozado es optimizar el chasis y la ubicacin de lacarrocera a fin de obtener un mximo de carga til, sin exceder los lmites mximos

tcnicos y legales de carga sobre ejes y sobre bogie.La carrocera de un camin volteo se considera flexible torsionalmente, el chasis y lacarrocera de este tipo de camiones suelen estar expuestos a grandes tensiones. Al realizarpor ejemplo un basculamiento hacia atrs utilizando el esparcidor, el eje de soporte delvolteo con fijacin, bastidores y suspensin trasera absorben las tensiones dinmicasalternas. En casos extremos, esto puede hacer que el vehculo llegue a volcar.

Existen diversos factores que contribuyen a mejorar la seguridad del vehculo: suspensinrgida, barra estabilizadora, estabilizador de volteo, distancia entre ejes reducida,plataforma corta y torsionalmente rgida, eje de soporte del volteo lo ms cercano posible alltimo eje.

Para lograr el basculamiento del volteo, es necesario realizar dos operaciones de instalacinfundamentales: la ubicacin e instalacin del cilindro de volteo y la toma de fuerza. Laposicin longitudinal de los cilindros del volteo est determinada por los factoressiguientes: longitud de la plataforma, carga y tipo de volteo. La estabilidad durante elbasculamiento del volteo de descarga trasera se mejora cuanto ms adelante se encuentre el


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o los cilindros del volteo. Es importante ubicar el centro de gravedad de la plataforma delvolteo y colocar el cilindro delante de este punto. De lo contrario, esto hara que el cilindroelevase el extremo trasero de la plataforma del volteo al comenzar el volcado.

Forma correcta e incorrecta de ubicar el cilindro del volteo

La toma de fuerza es un mecanismo que se emplea para accionar una bomba hidrulica quepermite el funcionamiento del volteo. Segn la superestructura, la aplicacin y la unidadque se va a accionar, se pueden elegir distintas posibilidades de toma de fuerza, se dividenen accionadas por la caja de cambios y accionadas por el motor.

Para el caso especfico del volteo, es necesaria una toma de fuerza accionada por la caja de

cambios. Esta toma de fuerza siempre es dependiente del embrague, es decir que elaccionamiento de la toma de fuerza se interrumpe pisando el embrague. Por ende, slopueden usarse cuando el vehculo est parado.

Elementos que conforman el sistema de toma de fuerza de un volteo.


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Los elementos que conforman el sistema de toma de fuerza de un vehculo de cargacarrozado con un volteo son los siguientes (fig. 3):

1.- Toma de fuerza accionada por la caja de cambios.

2.- Bomba hidrulica de caudal constante.

3.- Bloque de vlvulas.

4.- Depsito de aceite hidrulico.

5.- Cilindro hidrulico de simple efecto (lo llena la bomba hidrulica y se vaca por supropio peso.

La presin del sistema hidrulico de accionamiento del cilindro del volteo se encuentraentre 150 y 350 bares, y el caudal debe estar entre 40 y 100 l/min.

Sistemas de volquete adaptables

La compaa Harsh International Inc ha desarrollado sistemas hidrulicos de volteo, loscuales son adaptables a diferentes vehculos de carga que no tienen la capacidad dedescargar los materiales por medio de un movimiento de su cama o base. Este sistema devolquete tiene la funcin principal de levantar la caja o cama del vehculo para as facilitarla descarga del producto contenido en la misma.

Para realizar esta funcin, la compaa ofrece dos sistemas, un sistema con bomba electro-hidrulica y un sistema con bamba mecnico hidrulica; la primera utiliza una bomba conalimentacin elctrica y la segunda utiliza tambin una bomba pero accionadamecnicamente. Estas estructuras mecnicas o mquinas estn compuestas bsicamente porlos siguientes elementos: dos bases atornillables al vehculo, estructura de tijera, cilindros ydos bases atornillables o soldables a la caja.

Los diseos estn patentados y aseguran que todas las fuerzas laterales sean soportadas porla estructura de tijera y no por los pistones de levantamiento, logrando mantener la caja conun ptimo alineamiento con su chasis y prevenir un volteo desigual. El sistema es adaptablecolocndolo debajo del piso de la caja, se logra llegar hasta un ngulo de volteo de 55 y laestructura pesa alrededor de 100Kg, este peso es menor que el de un pistn y un tanquefrontal para un camin de 8 ruedas.


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Sistema de volquete mecnico hidrulico

Sistema de volquete alimentado con energa elctrica

Mecanismo de gato elevador

El gato elevador est formado por tres barras articuladas que forman un tringulo, en el quela base es de longitud variable y los otros dos lados tienen longitud fija. Cuando se alarga ose acorta la base, se hace que el tercer vrtice se site a distintas alturas:


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Cuando se desplaza el punto C de un lado a otro, es decir, se modifica la base del tringulo,se consigue que la altura vare, con lo que puede ser utilizado como elevador o aplicado auna funcin de volquete.

PROPUESTA A DESARROLLAR

Se pretende disear un mecanismo sencillo compuesto por cuatro eslabones o elementos,este ira montado o adherido a una base o bancada que podr ser sujetada a la baseestructural de una camioneta abierta. El sistema tendr la forma bsica de un tringulo, unode los eslabones de este no se mover y ser horizontal, otro eslabn servir como basesobre la cual ira la carga, el cual se inclinara o levantara formando un ngulo con respecto a

la horizontal, el movimiento de este elemento permitir que los materiales puedandeslizarse por efecto de la gravedad. Un tercer elemento situado entre los dos anteriorespresentara movimiento plano o complejo y ser el encargado de levantar a aquel sobre elcual se deposita la carga; el extremo inferior ser deslizable a lo largo de una ranura hechaen el eslabn fijo horizontal.

Se ha pensado que el eslabn que presente movimiento plano se podra accionar por mediode una cuerda atada a la corredera que se desplaza a travs de la ranura, esta cuerda podraser enrollada en una polea que tenga manivela, de esta forma cuando se enrolle la cuerda lacorredera se desplazara hacia la derecha y los eslabones no fijos se levantaran a un ngulo

determinado provocando la descarga del material.

Tipo de sntesis cinemtica del mecanismo

El diseo propuesto se comportara como un generador de funcin porque habr unacorrelacin de un movimiento de entrada con uno de salida. Es decir que ante una entrada


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de movimiento se obtiene como respuesta una salida predecible. En el presente caso laentrada es el movimiento de traslacin de la corredera y la salida el movimiento de rotacindel eslabn sobre el que se soportara la carga. El movimiento de la corredera puede serhorizontal hacia la izquierda o derecha, dependiendo en cul sentido se mueva, se puededecir sin temor a una equivocacin si el elemento que acta como balancn aumentara o

decrecer su ngulo respecto a la horizontal o que tanto variara segn la distancia que semueva la corredera.

Esquema del mecanismo propuesto en donde se muestran sus dimensiones significativas .


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JUSTIFICACION

En nuestra sociedad actual se requieren dispositivos, aparatos, sistemas y en generalcualquier tipo de tecnologa que cumpla ciertos requerimientos especficos, que seanfuncionales, seguros y que sean lo ms econmicos posible. Los requerimientos anterioresno son la excepcin para el sistema mecnico de volquete a investigar, tratar o desarrollaren el presente trabajo, bajo el enfoque de la teora de los mecanismos. Desde el punto devista estudiantil el proyecto traer un beneficio en cuanto contribuye al desarrollo de losperfiles acadmico-profesional por medio de la aplicacin de los contenidos de laasignatura a un problema concreto de diseo o anlisis de un aparato mecnico, lo cual a su

vez puede aportar buenas referencias a la universidad.

El diseo del dispositivo contribuira a la eficiencia de trabajos que involucran la descargade materiales, que se realiza en el mbito de la industria de la construccin, de la madera yen general del transporte de materiales, a un costo relativamente bajo lo cual permitira unaumento de la productividad. Un sistema de volquete hace que las tareas de descarga sehagan ms fciles en el menor tiempo posible. El mecanismo que se proponga quedaracomo una opcin ms a disposicin de la sociedad que permita de la mejor forma eldesarrollo de las actividades cotidianas del transporte y la construccin.


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ALCANCES

Este producto se dirige y puede servir a pequeas empresas que realizan labores de carga ydescarga de materiales y herramientas, solucionando la problemtica del descargo limitadopor la falta de equipo adecuado (Camiones de volteo, gras, aparatos hidrulicos, etc.)

Su uso est pensado para talleres, empresas que se dediquen al reciclaje de todo tipo,carpinteras o cualquier empresa donde se requiera un descargo rpido de material no frgil.El costo del mecanismo es considerablemente bajo puesto que no utilizara material especialni en grandes cantidades y su instalacin ser relativamente sencilla.

El mecanismo es accesible o vinculante a la temtica de la teora de mecanismos ymaquinas por lo que su anlisis dinmico y simulacin podr realizarse con ladocumentacin y procedimientos de esta rama de la mecnica.

El proyecto abarcara la sntesis y el anlisis del mecanismo solicitado, se harn anlisis deposiciones, velocidades y aceleracin con el propsito de verificar la funcionalidad delmismo y as proponerlo con justificacin para resolver la necesidad planteada.


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LIMITANTES/DELIMITANTES

El diseo se enfocara nicamente en orientar los esfuerzos a garantizar la funcionalidadmecnica del dispositivo adaptable, para obtener las posiciones, trayectorias, movilidad,etc que puedan cumplir con los requerimientos, para esto se tendr como herramientaprincipal los conceptos, tcnicas, mtodos que se puedan asimilar en la catedra de teora demquinas as como conocimientos perifricos en software u otros relacionados a laingeniera y documentacin tcnica disponible. Se desarrollara un dispositivo sencillo y querequiere pocos elementos estructurales para que el costo monetario de este sea bajo como seha pedido.

ESTRATEGIA PARA IDENTIFICAR EL MECANISMO A DISEAR

Se pretende realizar investigacin bibliogrfica, bsqueda de dispositivos que realicen unafuncin similar a la requerida para posteriormente poder identificar las diferentesconfiguraciones de eslabones y juntas que permitan generar los movimientos o posicionesdeseadas. Esto ser apoyado con el material dado en la catedra de Teora de Mecanismos.

Nuestra estrategia se bas en buscar patentes que cumplieran con la funcin requerida porel problema para posteriormente idear un mecanismo ptimo (basado en las patentes) queejerciera la misma funcin pero con la limitante de que sea un mecanismo econmico y

sencillo, por eso se decidi no proponer un mecanismo hidrulico, sino un mecanismo quese accionara mecnicamente por una polea, sin embargo nuestra propuesta de diseo nacea partir de una patente hidrulica.

Patente:Revestimiento de la cama del pickup para descargaUS 6196634 B1

Un revestimiento de base mvil con bisagras en la parte final para la conversin de unpickup en un camin de volteo. Un par de cilindros hidrulicos lineales dispuestos en

respectivos compartimentos en frente de los huecos de las ruedas es operable para subir ybajar la cama de descarga.


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Nuestra propuesta de diseo es bsicamente la misma con la diferencia que el sistemahidrulico ha sido modificado por un sistema de barra y una corredera que prcticamenteejecuta la misma accin que los pistones hidrulicos.


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CRONOGRAMA GENERAL

ActividadesMarzo Abril Mayo

Semana

4

Semana

1

Semana

2

Semana

3

Semana

4

Semana

1

Semana

2

Semana

3

Semana

4

entrega

Diseo estructural

Anlisis de posicin

Anlisis de Velocidad

Anlisis de Potencia

Simulacin/Produccin

Etapa de Correccin de

datos

Montaje final

Defensa del proyecto


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CRONOGRAMA PARA EL REPORTE DE INVESTIGACION

SEMANA ASIGNACIONES A REALIZAR DETALLE DE ACTIVIDADES

6aCorreccin y ampliacin de

anteproyecto

Corregir observaciones realizadas por el instructor, investigacinterica, marco situacional e investigacin de campo,

7aAsignacin de tareas, programa de trabajo y resultados de

investigacin de campo

8a

Primera etapa del diseo

Primera propuesta de diseo (Sintesis del mecanismo y propuestade simulacin)

9a Construccin de documento con tercer avance

10a Tercera entrega

11a Correccin de tercer avance Corregir observaciones realizadas por el instructor

12a

Segunda etapa del diseo

Ajuste del diseo, resultados y propuestas del diseo final.

13a Simulacin del proyecto

14aConclusiones, observaciones y recomendaciones. Construccin

de documento para cuarta entrega

15aCuarta entrega de avance del

documento

Preparacin de presentacin, resumen y paper en formato IEEE

16a Exposicin y documento en formato IEEE


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CONCLUSIONES

Ya existen dispositivos que realizan una funcin similar a la de volqueo, sin embargo,varios de ellos son costosos y requieren gastos de mantenimiento, en el mecanismo adisear se requiere que el costo sea bajo por lo que esta es una razn por la que se intentaradisear uno sencillo y adaptable a un vehculo de reparto.

A partir de los aparatos de volquete o vehculos de carga que pueden descargar materialespor medio del volqueo, se ha podido identificar la estructura o mecanismo bsico que estostienen, partiendo de estos se han hecho consideraciones sobre posibilidades y una propuesta

de solucin tcnica al problema planteado. El mecanismo propuesto est compuesto por elementos o eslabones bsicos los cuales sepueden tomar en cuanta en los diferentes mtodos de anlisis mecnico que permitandescribirlo y mejorarlo.


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REFERENCIAS

http://goo.gl/XzNUJS

https://goo.gl/NL0oYt

https://goo.gl/VypA9J

http://www3.uah.es/ordend/ROBOTS/mecanismos.pdf

Ramn Moliner, Martell y Rodrguez Torres. Elementos de mquinas. UNED.katherin hurtado

Shigley y Uicker. Teora de mquinas y mecanismos. McGraw-Hill.

Shigley. Joseph. Teora de mquinas y Mecanismos. McGrawHill.1998.

Norton. Robert L. Diseo de Maquinaria: Sntesis y anlisis de mquinas y mecanismos.McGrawHill.2009. Cuarta Edicin.

http://159.90.80.55/tesis/000145701.pdf

http://wwwnimeorguevo.blogspot.com/2008/08/historia-de-la-catapulata.html

http://www.google.com/patents/US6196634
http://goo.gl/XzNUJShttp://goo.gl/XzNUJShttps://goo.gl/VypA9Jhttp://www3.uah.es/ordend/ROBOTS/mecanismos.pdfhttp://www3.uah.es/ordend/ROBOTS/mecanismos.pdfhttp://159.90.80.55/tesis/000145701.pdfhttp://159.90.80.55/tesis/000145701.pdfhttp://wwwnimeorguevo.blogspot.com/2008/08/historia-de-la-catapulata.htmlhttp://wwwnimeorguevo.blogspot.com/2008/08/historia-de-la-catapulata.htmlhttp://www.google.com/patents/US6196634http://www.google.com/patents/US6196634http://www.google.com/patents/US6196634http://wwwnimeorguevo.blogspot.com/2008/08/historia-de-la-catapulata.htmlhttp://159.90.80.55/tesis/000145701.pdfhttp://www3.uah.es/ordend/ROBOTS/mecanismos.pdfhttps://goo.gl/VypA9Jhttp://goo.gl/XzNUJS


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ANEXOS

19k OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPANA

11kNumero de publicacin: 2 186 773 51kInt. Cl.7: B60G 3/12, B60G 3/14 B60G 7/00,B60G 7/02 B60G 7/04, B60G 9/02 B60P 1/04, B60P 3/00 12k TRADUCCION DEPATENTE EUROPEA T3 86kNumero de solicitud europea: 96907217.2 86kFecha depresentacin: 29.03.1996 87kNumero de publicacin de la solicitud: 0 814 964 87kFechade publicacin de la solicitud: 07.01.1998 54kTtulo: Suspensin para un gran camin convolquete. 30kPrioridad: 31.03.1995 US 414619 73kTitular/es: BHP AUSTRALIA COALPTY LTD 13th Floor, Riverside Centre, 123 Eagle Street Brisbane, Queensland 4000, AU45kFecha de la publicacin de la mencin BOPI: 16.05.2003 72kInventor/es: Prem, Hans;Bartley, Francis Allen; Miller, Darin Ross y Dickerson, Alan Williamson 45kFecha de lapublicacin del folleto de patente: 16.05.2003 74kAgente: Isern Jara, Jorge Aviso: En el

plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicacin en el Boletn europeo depatentes, de la mencin de concesin de la patente europea, cualquier persona podraoponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposicin deberaformularse por escrito y estar motivada; solo se considerara como formulada una vez que sehaya realizado el pago de la tasa de oposicin (art. 99.1 del Convenio sobre concesin dePatentes Europeas). Venta de fascculos: Oficina Espaola de Patentes y Marcas.C/Panam, 1 28036 Madrid ES 2 186 773 T3 1 ES 2 186 773 T3 2 DESCRIPCIONSuspensin para un gran camin con volquete. Campo de la invencin Esta invencin serefiere a sistemas y configuraciones de suspensin para los principales componentesestructurales de vehculos (camiones) muy grandes, del tipo de los empleados en trabajos

de minera. Antecedentes de la invencin Entre Los grandes vehculos (camiones) deminera actualmente disponibles y construidos por diferentes fabricantes existen muchascosas en comn, y con independencia del fabricante del vehculo son aplicables en generallas siguientes observaciones: El peso del vehculo vaco constituye una elevadaproporcin del peso bruto mximo del mismo. Normalmente, la relacin entre la carga tily el peso del vehculo vaco es slo alrededor de un 1,4:1. Esto significa que una gran partedel coste de hacer funcionar dichos vehculos se refiere a mover el peso del camin vacoms que el de la carga til. La anchura total de los cuatro neumticos traseros es grandecomparada con la anchura total del vehculo. Normalmente, el 65 % de la anchura total deun camin minero corresponde a los cuatro neumticos traseros. Con los diseos actualesesto lleva a un bastidor principal del vehculo muy estrecho y a cargas de torsin muyelevadas sobre el eje trasero y los dispositivos de soporte de las ruedas traseras. El bastidorprincipal estrecho origina una falta de espacio para el mantenimiento de algunoscomponentes, grandes variaciones de tensin mecnica durante las maniobras de tomar lascurvas, la necesidad de hacer rgidos verticalmente los muelles de suspensin ylimitaciones en el diseo del caja de carga. El efecto resultante es un gran peso y coste del


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bastidor principal, el eje trasero, los conjuntos de soporte de las ruedas traseras y la caja decarga.El desplazamiento del sistema de suspensin trasera de un vehculo completamentecargado es muy reducido en comparacin con la escala del vehculo. Normalmente, elmximo desplazamiento en la direccin de compresin del eje trasero respecto al bastidorprincipal es solo del orden de 50 mm cuando va cargado. Ese reducido desplazamiento es el

resultado de una necesidad de conseguir una rigidez adecuada de las dos unidades demuelles traseros poco separadas uno de otra. Los bastidores de estos vehculos minerosson estructuras de acero complejas y pesadas (por ejemplo, 16,5 toneladas para el bastidorde un vehculo con una carga til de 172 toneladas), costosos de disear, desarrollar yconstruir, y propensos a romperse por fatiga de materiales. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5560 65El principal elemento portante de la carga (la caja) de los vehculos mineros es uncomponente muy resistente y generalmente rgido. Esa resistencia y rigidez son unaconsecuencia de la necesidad de que la caja resista las cargas de choque aplicadas durantela carga de grandes piedras por parte de grandes excavadoras. La caja est sustentada en

general por el bastidor del vehculo por numerosos puntos. Por ejemplo, en puntos dearticulacin traseros, en dos, cuatro, seis u ocho puntos a lo largo de la parte inferior de lacaja y, en algunos vehculos, tambin en prolongaciones delanteras de la caja que se hacencontacto con el bastidor en puntos prximos a estar por encima de la lnea que une loscentros de las ruedas delanteras. Este sistema de sustentar la caja rgida origina grandesvariaciones de los niveles de las tensiones en el bastidor y en la caja del vehculo cuandoeste circula sobre terrenos accidentados y al tomar las curvas. Esta circunstancia planteaproblemas de fatiga, diseo complejo y costes de construccin, y la necesidad de un gastoconsiderable para reducir las desigualdades del terreno sobre el cual circulan los vehculos.La caja se inclina (eleva) mediante cilindros hidrulicos que funcionan apoyndose contra

el bastidor del vehculo en puntos prximos cerca de medio camino entre las ruedasdelanteras y traseras. Esto origina que se apliquen cargas de flexin muy elevadas sobre elbastidor del vehculo y exige que el bastidor sea muy masivo en las partes medias delmismo. Tambin puede producir grandes variaciones de tensin mecnica en la caja.Losneumticos traseros apareados estn acoplados en su rotacin. Durante las maniobras degiro de radio corto (frecuentes en las operaciones normales de minera), esto produce unfuerte desgaste de tipo de frotamiento de los neumticos debido al efecto de distancia dedesplazamiento del diferencial. Se considera que el frotamiento relativo entre los dosneumticos de un juego apareado contribuye sensiblemente al desgaste total de losneumticos traseros en los grandes vehculos (camiones) de minera. La disposicin decuatro neumticos anchos en un eje trasero del tipo de viga continua origina grandesvariaciones en las cargas individuales de los neumticos cuando el vehculo circula sobreterrenos desiguales. Esta disposicin significa tambin que es preciso tener un gran cuidadoen equilibrar los dimetros exteriores y las presiones de inflado para reducir a un mnimolas desigualdades en las cargas de los neumticos segn las condiciones del terreno. Engeneral, con los diseos de los vehculos mineros actualmente disponibles la transferenciade esfuerzos entre la caja y el suelo se 2 3 ES 2 186 773 T3 4 hace por un camino muy


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indirecto que implica grandes cargas de flexin en la caja, el bastidor del vehculo, elalojamiento del eje trasero y los dispositivos de soporte de las ruedas traseras. Adems, esasfuerzas de flexin fluctan considerablemente cuando el vehculo circula sobre suelosdesiguales, al tomar las curvas y cuando la caja basculante se eleva durante la descarga. Enla figura 1 de los dibujos se representa un vehculo minero muy grande segn la patente

USA n 5.385.391, y se observa que la estructura del bastidor es predominante y ello es elresultado de la exigencia que el bastidor soporte la carga portada por la caja del vehculopor contacto entre la caja y las superficies superiores del bastidor, y en virtud de loscilindros elevadores de la caja unidos a los bastidores como se representa. Tambin seaprecia el considerable tamao del eje trasero. Aunque en el curso de los aos se hanpropuesto muchas mejoras en el diseo del bastidor de los vehculos mineros, ningnproyecto ha enfocado con xito ms que unos pocos de los problemas que se han esbozadoms arriba. Por ejemplo, la patente USA n 3.704.040 (Davis y otro) describe unadisposicin de bastidor en la cual los pares de ruedas delanteras y traseras estn soportados

centralmente, la disposicin de los elementos independientes del bastidor que se describecomo dirigida a muchos de los problemas creados por un terreno desigual esextremadamente complicada y, por consiguiente, costosa y pesada. Esa patente y larelacionada con ella patente USA n 3.773.348 describen tambin una disposicin desuspensin trasera adecuada para su uso con pares de ruedas traseras soportadascentralmente. Los pares de ruedas traseras sustentadas centralmente suponen la posibilidadde superar algunos de los problemas inherentes a los grandes vehculos minerosactualmente disponibles, pero hasta la fecha no se ha presentado ningn procedimiento paraexplotar con xito dicha posibilidad. Adems de los anterior, la mayora de diseos de cajaspara vehculos mineros han permanecido sensiblemente sin variaciones durante muchos

aos, caracterizados por presentar estructuras sumamente pesadas, reforzadas por medio devigas transversales situadas muy prximas entre si y ayudadas por vigas longitudinales, conlo cual resulta una estructura de caja de peso extremadamente elevado. Anlogamente, lamayor parte de cajas para vehculos mineros convencionales tiene un fondo inclinado ylados longitudinales verticales dispuestos con una separacin de anchura constante. Sobrela base de esta consideracin se diseo una caja con un fondo plano y lados verticales queestn ms separados en la parte trasera que en la parte delantera. Aunque con estadisposicin se reduce el desgaste de los lados de la caja, el fondo plano de esta no escompatible con la mayora de diseos de bastidores y aumenta la altura del centro degravedad del vehculo sin que aumente la anchura y/o la longitud del vehculo. Por lomenos algunos de los problemas esbo- 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 zados msarriba se superan en el vehculo minero muy grande descrito en la patente USA n5.476.285, que se considera el antecedente ms prximo. Resumen y objetos de lainvencin Un objeto de la presente invencin es presentar un nuevo sistema de suspensiny configuracin para un vehculo minero muy grande en el cual se solucionen por lo menosalgunos de los problemas arriba mencionados. En un aspecto, la invencin presenta unsistema de suspensin para un vehculo minero muy grande que comprende un bastidor


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esencialmente rgido, el cual tiene una parte anterior que comporta las ruedas delanteras yuna parte posterior, acoplada de manera prcticamente rgida a la parte anterior ycomprende elementos de bastidor separados, cada uno de ellos asociado a un cubo demontaje de las ruedas, sustentando cada cubo independientemente un par de ruedas traserasen cada lado del cubo y una caja montada articuladamente sobre el bastidor,

comprendiendo el sistema de la suspensin unos medios de acoplamiento de avance paracada cubo montado articuladamente sobre los elementos del bastidor para permitir el girolimitado de los cubos alrededor de un eje longitudinal y un eje transversal con relacin a loselementos del bastidor, y respectivas unidades de resortes de suspensin actuantessensiblemente en direccin vertical, en el que cada unidad de resorte de suspensin actuantesensiblemente en direccin vertical est unido con posibilidad de giro al respectivo cubopara permitir el giro relativo del cubo en torno al eje longitudinal y el eje transversalrespecto a los respectivos elementos del bastidor, caracterizado porque cada unidad deresorte de suspensin actuante sensiblemente en vertical se halla tambin acoplado

articuladamente al respectivo elemento del bastidor por un elemento de soporte desuspensin que comprende un pivote de suspensin para obligar el giro de la unidad deresorte de suspensin actuante prcticamente en vertical alrededor de un eje a travs delpivote de suspensin y normal al plano vertical longitudinal del vehculo, impidiendo conello el movimiento lateral del cubo respecto al elemento del bastidor. En una formapreferida, la invencin presenta una parte delantera del bastidor que es relativamenteestrecha y se extiende entre las ruedas delanteras, siendo la parte trasera ms ancha que laparte delantera, comprendiendo los elementos del bastidor separados unas partes alargadasque se extienden gradualmente hacia dentro desde la citada parte trasera ms ancha hasta laparte delantera ms estrecha, de modo que la transicin entre las partes delantera y trasera

es gradual en vez de ser brusca. Los citados medios de acoplamiento estn preferentementemontados articuladamente sobre medios de montaje que comprenden un elemento de cruzque se extiende entre los elementos del bastidor separados y estn fijados al mismo parareducir a un mnimo las cargas de torsin impuestas sobre la parte trasera del bastidor porlos medios de montaje para los medios de acoplamiento delanteros. La seccin transversalcomprende preferente.


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Se presenta la siguiente informacin de patente original donde no hemos modificado yest completo: Cdigo de la patente 6196634 B1

Un revestimiento de base mvil con bisagras en la parte final para la conversin de un pickup volteo en un camin de volteo. Un par de cilindros hidrulicos lineales dispuestos enrespectivos compartimentos en frente de los huecos de las ruedas es operable para subir ybajar el forro cuerpo de descarga. Esta invencin utiliza el espacio de otro modoinutilizables, "muerto" delante de los pasos de rueda y conserva el aspecto de unacamioneta de superficie plana normal.

La presente invencin proporciona un revestimiento del pick up de volteo que convierteuna camioneta convencional a un camin de volteo. Interiormente huecos que sobresalenestn formados en las paredes laterales izquierda y derecha de un revestimiento que, en su

posicin bajada, est dispuesta adyacente a la cama del camin de recogidaconvencional. Los huecos que sobresalen hacia el interior se forman en la unin de lasparedes laterales izquierda y derecha de la camisa con un panel inferior de la camisa, y seextienden desde una posicin sobre la rueda trasera de la camioneta hacia delante a fin decrear un par de levantar compartimentos mecanismo. En cada uno de los compartimentosest alojado, en su posicin retrada, un mecanismo de elevacin un carnero taleshidrulico.

De acuerdo con un aspecto adicional de la invencin, estos rebajes que sobresale haciadentro se ajustan sobre los respectivos pozos de rueda trasera izquierda y derecha de una

caja de la camioneta convencional, emulando la aparicin de tales huecos de las ruedas. Enuna realizacin preferida, la izquierda y la derecha huecos que sobresale hacia dentro seextienden hacia delante desde estos huecos de las ruedas a la parte frontal de la camisa,proporcionando un aspecto agradable a la camisa.

El aparato puede ser atornillado sobre una plataforma de camin convencional paraconvertir la camioneta en un camin de basura, y se puede quitar fcilmente cuando ya nose desea. Los cambios estructurales o adiciones no estn hechos para la carrocera delcamin existente, preservando as el aspecto y la integridad estructural de la camioneta.


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