AÑO DE DIVERSIFICACION PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO

ELEVADOR HIDRAULICO DE MOTORES PORTATIL

Docente (Asesor): Durand Porras, Juan CarlosAlumnos: Oscar Hortega Ortiz Aníbal Matos Torres Omar Ortiz Ayala

Universidad Privada del Norte (UPN-LIMA), Escuela de Ingeniería Industrial

ResumenLas gruas son los elementos para el izado de carga o provisiones abordo. Todas las grúas para elevar pesos deben exhibir una marca bien visible de la carga máxima de trabajo. Por regla general las Grúas, son ingenios que cuentan con poleas acanaladas, contrapesos, mecanismos simples, etc. para crear ventaja mecánica y lograr mover grandes cargas. La pluma hidráulica, es una herramienta en la que pondremos en práctica la teoría de la hidráulica realizando los respectivos cálculos para determinar las presiones necesarias para poner en funcionamiento los cilindros de doble efecto que intervienen en la misma. También realizamos este proyecto con la finalidad de aplicarlo en el campo automotriz ya que este es muy importante para facilitar el traslado de elementos pesados dentro del campo automotriz, se la puede utilizar para el desmontaje y montaje de motores que se les vaya a realizar alguna reparación.

Palabra clave

Fuerza, vectores, ángulo, peso.

Introducción

La hidráulica es una rama de la mecánica de fluidos y ampliamente presente en la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas de los líquidos. Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa y a las condiciones a que esté sometido el fluido, relacionadas con la viscosidad de este.Una Pluma Hidráulica, es un dispositivo que funciona con líquidos, por lo general aceite. La pluma hidráulica resuelve los problemas como por ejemplo este tipo de pluma tiene la función de alzar motores es decir el desmontaje del motor de un vehículo. Este tipo de Pluma tiene varias funciones que puede ser la de levantar, bajar, extender o retraer mientras está sujetando la carga que deseemos desmontar de algún vehículo, gracias a esto se les hace más fácil a los mecánicos porque esta máquina nos permite desmontar más rápido un motor de algún vehículo.

Cilindro hidráulico:

Los cilindros hidráulicos también llamados motores hidráulicos lineales son actuadores mecánicos que son usados para dar fuerza a través de un recorrido lineal.

Ventajas

Normalmente la forma de montaje es sencilla y es fácil de ubicarlos en la máquina. Al no haber conversión de movimiento rotatorio a lineal, este posee un buen

rendimiento. La fuerza del cilindro es constante dese el principio hasta el final de su carrera. La velocidad, la cual depende de la cantidad de flujo de erada, también permanece

constante en toda su longitud de carrera. Un cilindro puede producir fuerza tanto de tensión como de compresión. En cuanto al dimensionamiento del cilindro, se pueden construir elementos

relativamente pequeños que pueden generar accionamientos de gran potencia.

Fotografía del elevador portátil de Motores

.

Definición, partes y funcionamiento

Definición:

Elemento que transforma la energía hidráulica en energía mecánica y realiza movimientos axiales y simultáneamente transmite fuerzas.

Aplicaciones más frecuentes

Elevación de cargas Descenso de cargas Bloqueo de cargas Desplazamiento de cargas

Tipos de Cilindros:

1. De Simple Efecto:Definición: Cilindros que entregan su fuerza a tensión o a compresión según sea su aplicación y se retro posicionan por fuerzas externas por resorte o por el propio peso del pistón.

Tipos:

o Cilindros de pistón sin vástago, sin pistón guía y con pistón guía. Ejemplos: Prensas, elevadores.

o Cilindros con retroceso por resorte interno o externo. De trabajo a compresión y a tensión.Ejemplos: Herramientas de montaje, elementos de sujeción.

o Cilindros de vástago con pistón.Ejemplos: Elevadores (montacargas).

2. De Doble Efecto:Definición: Cilindros que entregan su fuerza a tensión y a compresión en ambos sentidos de su carrera.

Tipos:

o Cilindros Diferenciales: Estos cilindros son los más comunes y se llaman diferenciales por la diferencia de áreas entre las dos cámaras (área del pistón y área anular (diferencia entre el área del vástago y área del pistón). Ejemplos: Presas, máquinas de inyección de plástico y de metales, sopladoras y aplicaciones generales de tipo industrial y de equipo móvil (Excavadoras, Buldócer, Cargadores, etc.)

o Cilindros de doble vástago con diámetros de vástago de igual diámetro.Ejemplo: Direcciones hidráulicas de algunos equipos (camiones o automóviles) y aplicaciones diversas de tipo industrial.

o Cilindros de doble vástago con diámetros de vástagos diferentes (cilindros de doble vástago diferenciales).Ejemplos: Aplicaciones diversas de tipo industrial.

o Cilindros de construcción especial.

• Mangueras de Alta presión: Estas mangueras con frecuencia son llamadas mangueras de “dos alambres”, porque generalmente tienen un refuerzo de dos trenzas de alambre de acero de alta tensión. Siempre se encuentran en aplicaciones de alta presión tales como equipo de la construcción. El rango de presión de operación varía de 6,000 psi para tamaños de

3/16” D.I. hasta 1,825 psi para tamaños de 2”. Algunos tipos de mangueras como la M3K (3000 psi) y la M4K+ (4000 psi) tienen el mismo valor de presión para todos los tamaños.

Mangueras Termoplásticas (serie 700).

Para aplicaciones exigentes, con un factor de diseño de 4:1 Presión máxima de servicio de 10,000 psi Dos capas de alambre de acero trenzado. La envoltura exterior de poliuretano brinda máxima

resistencia a la abrasión. Presenta un bajo coeficiente de dilatación volumétrica cuando

está bajo presión, que aumenta la eficiencia de todo el sistema.

Mangueras de Goma Reforzada (serie 900)

El surtido más completo: 35 modelos de hasta 50 pies de largo.

Cubierta de caucho con 2 capas de alambre de acero trenzado.

Diseñadas para cumplir con las especificaciones para mangueras IJ-100 del Instituto de Manejo de Materiales de EEUU.

Flexibles, con poca “memoria”, son la mejor opción para tramos largos.

• Bomba Hidráulica:Una bomba hidráulica es una maquina generadores que transforma la energía (generalmente energía mecánica) con la que es accionada en energía del fluido incomprensible que mueve. El fluido incomprensible puede ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de papel. Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas según el principio de Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, para mover el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra de mayor presión o altitud.

Según el principio de Funcionamientos:

FACIL DE USAR Y GUARDAR

Bombas de desplazamiento positivo o volumétrico: su principio de funcionamiento está basado en la hidrostática, de modo que el aumento de presión se realiza por el empuje de las paredes de las cámaras que varían su volumen.

En este tipo de bombas, en cada ciclo el órgano propulsor genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, por lo que también se denominan bombas volumétricas. En caso de poder variar el volumen máximo de la cilindrada se habla de bombas de volumen variable. Si ese volumen no se puede variar, entonces se dice que la bomba es de volumen fijo.A su vez este tipo de bombas pueden subdividirse en:

• Bombas de embolo alternativo, en las que existe uno o varios compartimientos fijos, pero de volumen variable, por la acción de un embolo o de una membrana. En estas máquinas, el movimiento del fluido es discontinuo y los procesos de carga y descarga se realizan por válvulas que abren y cierran alternativamente. Algunos ejemplos

de este tipo de bombas son la bomba alternativa de pistón, la bomba rotativa de pistones o la bomba pistones de accionamiento axial.

• Bombas volumétricas rotativas o roto estáticas, en las que una masa fluida es confinada en uno o varios compartimientos que se desplazan desde a zona de entrada (de baja presión) hasta la zona de salida (de alta presión) de la máquina. Algunos ejemplos de este tipo de máquinas son la bomba de paletas, la bomba de lóbulos, la bomba de tornillo o la bomba peristáltica.

• Bomba roto dinámica, en las que el principio de funcionamiento está basado en el intercambio de cantidad de movimiento entre la máquina y el fluido, aplicando la hidrodinámica. En este tipo de bombas hay uno o varios rodetes con alabes que giran generando un campo de presiones en el fluido. En este tipo de máquinas el flujo del fluido es continuo. Estas turbo maquinas hidráulicas generadoras pueden subdividirse en:

• Radiales o centrifugas, cuando el movimiento del fluido sigue una trayectoria perpendicular al eje del rodete impulsor.

• Axiales, cuando el fluido pasa por los canales de los alabes siguiendo una trayectoria contenida en un cilindro.

• Diagonales o helicocentrífugas, cuando la trayectoria del fluido se realiza en otra dirección entre las anteriores, es decir, en un cono coaxial con el eje del rodete.

Característica del elevador Hidráulico

La grúa de piso hidráulico es ideal para la carga y descarga de varias cargas tales como Motores de vehículos.

Amplia gama de aplicaciones mecanismo de elevación hidráulica 6 rodillos locos: libre y fácilmente ubicable Brazo de extensión ajustable en 4 direcciones: 0.5T / 1t / 1,5 t / 2t Hasta 2 toneladas de carga 4-sección de marco de acero resistente Patas plegables que ahorran espacio Fácil montaje y desmontaje

BRAZO EXTENDIBLE PARA 4 DIFERENTES PESOS DE CARGA

INFORMACION DE FABRICA SOBRE EL ELEVADOR

PARA 4 DISTINTAS CARGAS

Desarrollo

Para este caso especial de cálculo de los temas estudiados solo tendremos en cuenta la máxima extensión del brazo (de las cuatro que tiene)

En la Barra levantadora DE se observa que esta tiende a un ángulo de 20° con la horizontal además de fuerzas internas en el punto D así como la fuerza que ejerce el pistón hidráulica BC.

Para este problema consideramos la base fija como muestra la figura, además el mástil lo consideramos fijo y vertical.

Las únicas fuerzas exteriores del “Elevador de motores”:

H A=0

V A=W Motor=2,5 KN

M A=(2,5 KN ) . 1,2cos2 00

M A=2,82m x KN

Analizando las fuerzas externas al “Elevador de Motores” para encontrar las reacciones en el brazo de levante DE, así como las reacciones que ocurran en el Mástil AD

Para hallar la FCB, tomamos momentos en el punto D, así anularemos los datos en ese punto que aún no conocemos;

¿Cos40).7,5 +¿¿Sen40)60¿2,5KN Cos20. 120

FCB=2,5(cos 20)1,2

7,5 (cos 40 )+60(Sen40)

FCB=6,36 KN

Por ultimo haremos los diagramas de esfuerzos cortantes y de momentos así como de los esfuerzos en la barra de 1,2 m que es su longitud máxima y con los datos extraídos de las figuras anteriores tendremos:

Ahora para hallarH D y V D usaremos “sumatoria de fuerzas” en la barra DE:

H DCos20 +¿ V D Sen 20+2,5 V D Sen 20 ¿ FCBCos 40

0,94H D +¿ 0,34V D=¿4 KN ……………………………………………………(I)

H DSen20 +¿ FCB Sen 40=V D cos20 +2,5cos20

0,34H D +¿ 4,1 ¿0,94 V D +2,35

0,34H D −¿ 0,94 V D ¿ −1,75 ………………………………………………….(II)

De I y II (dos ecuaciones con dos incógnitas) H D y V D

HD ¿ 3,17

V D=¿ 3

Conclusiones

Es muy importante que para cada diseño de estructuras se utilicen estos cálculos, debido a que nos permite conocer los esfuerzos a que serán sometidos los materiales.

La base de la pluma hidráulica debe ser bien estable porque al momento de realizar la carga de un motor puede tener problemas como a vencerse el peso hacia adelante o hacia atrás.

Un buen cálculo de estructuras nos asegura la vida útil del equipo y la seguridad de la persona que lo manipula.

Biografitas

http://es.slideshare.net/MiltonPolo/tipos-de-gras?qid=c9df3010-4ce7-4375-8da0-7588521f0f6d&v=qf1&b=&from_search=24

https://prezi.com/54_engif1qg0/diseno-y-construccion-de-una-pluma-hidraulica/

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/historia/historiadelahidraulica/historiadelahidraulica.html

https://www.truper.com/pdf/manuales/12888.pdf