Home Elevator

Home Elevator
Datos Generales
HOME ELEVATOR
DATOS DE LA INSTALACIÓN
Tiro
Polea (mm)
Velocidad (m/s)
Diámetro cable (mm)
Nº cables
Peso cable /m (kg)
Altura sin cadena comp (m)
Peso total cable (kg)
Par frenada (Nm)
Eficiencia hueco (%)
Eficiencia polea desvío (%)
Nº poleas desvío
Par nom. Inst. (Nm)
Pot. Mecánica (kW)
Modelo
1:1 / 2:1
100
0,15
4
3
0,069
9
1,9
55,1
80
100
0
64,9
0,4
ge75-100-225
Home Elevator
DATOS MECÁNICOS
Par nom. motor (Nm)
Par máximo motor (Nm)
Ciclo carga (%)
Arranques/hora
Carga estática (kg)
Velocidad nominal (rpm)
Velocidad máxima (rpm)
Peso máquina (Kg)
200
280
50
180
2000
60
225
78
DATOS ELÉTRICOS
Consumo nominal (A)
Cosumo Máximo (A)
Voltaje (V)
Potencia Nominal (kW)
Hercios
Voltage freno (Vdc)
Polos
2,5
10,8
165
1,4
6
210
12
2
3
CÁLCULO DEL NÚMERO DE CABLES.
1. INTRODUCCIÓN
El objetivo de este proyecto es calcular el número de cables de tracción necesarios
para el motor “home elevator”. Como este motor esta clasificado como un aparato de
elevación y no como un ascensor, para cumplir el objetivo del proyecto este estudio se
basará en la normativa UNE-58-120-“Grúas y aparatos de elevación”, en vez de en la
norma EN-81 “Reglamento de seguridad para la construcción e instalación de
ascensores”, que es la que se utiliza para los ascensores.
2. CÁLCULOS
DETERMINACIÓN DEL GRUPO DE TRABAJO
Para realizar el cálculo del número de cables, lo primero de todo es determinar a que
grupo de trabajo pertenece el “home elevator”. Estos grupos de trabajo se definen en
la norma FEM 9.511 “Clasificación de los mecanismos” (Anexo I). Para hallar a que
grupo de trabajo pertenece un aparato de elevación, primero hay que definir los
siguientes factores
a-Espectro de carga.
b-Tiempo medio de funcionamiento por día de trabajo.
a-Espectro de carga.
El espectro de carga se evalúa en base a 4 tipos de condiciones de servicio, con las
siguientes características
A. Ligero
Carga máxima: Ocasionalmente
Carga moderada: Regularmente
Carga muerta: Pequeña
4
B. Medio
Carga máxima: Frecuentemente
Carga pequeña: Regularmente
Carga muerta: Media
C. Pesado
Carga máxima: Frecuentemente
Carga media: Regularmente
Carga muerta: Grande
D. Muy pesado
Carga máxima: Regularmente
Carga muerta: Muy grande
Tomando en cuenta las condiciones de servicio del “home elevator”, se considera el
motor “home elevator” como un mecanismo con un espectro de carga pesado.
b-Tiempo medio de funcionamiento por día de trabajo.
Consultando la normativa FEM 9.511, se tiene que el tiempo medio de trabajo (t) se
calcula de la siguiente manera:
t=
2 * H * N *T
V * 60
Donde:
H=Altura media de elevación (m)
N= Numero de ciclos por hora (Un ciclo consiste en un movimiento de elevación y otro
de descenso).
T= Tiempo de trabajo (h)
V= Velocidad de elevación (m/min)
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En caso del “home elevator” se considera una instalación con los datos:
H=12 m
N=16horas/24ciclos=0,67
T=16 h
V= 0,15 m/s = 9 m/min
Con lo que se obtiene que el tiempo medio de trabajo (t) es 0,47.
GRUPO DE TRABAJO.
Sabiendo que el Espectro de carga= “Pesado” y que el Tiempo medio de
funcionamiento = 0,47, de la siguiente tabla se saca a que Grupo de trabajo pertenece
el motor “home elevator”.
Tiempo medio de funcionamiento
(horas por día)
Espectro de
carga
0.5
1
2
4
8
16
M3
1Bm
M4
1Am
M5
2m
M6
3m
M3
1Bm
M4
1Am
M5
2m
M6
3m
M7
4m
M7
4m
LIGERO
MEDIO
PESADO
M3
1Bm
M4
1Am
M5
2m
M6
3m
MUY PESADO
M4
1Am
M5
2m
M6
3m
M7
4m
Se obtiene que el “home elevator” pertenece al grupo de trabajo M4 1Am.
6
TENSIÓN DEL CABLE
Se calculará la tensión del cable para una instalación con las siguientes
características:
Carga (Q): 375 kg
Peso de la cabina (P): 450kg
Roping: 2:1
Balance del contrapeso: 50%
Tmax = (P+Q)/2=412,5 kg. Aplicándole un factor de seguridad de 1.25 se obtiene una
tensión máxima igual a 515,63 kg ó 5058,28 N.
CÁLCULO DEL DIÁMETRO MINIMO DEL CABLE
El cálculo del diámetro mínimo del cable, se basa en la norma UNE 58-120-91 que
dice que:
d =C S
Donde:
d: Diámetro mínimo del cable [mm]
C: Factor de selección del cable [
mm
]
N
S: Tensión máxima del cable [N]
Sabiendo que el según la norma FEM 9.511, el “home elevator” pertenece al grupo de
trabajo M4 1Am, de la Tabla 1 de la norma UNE 58-120-91 se saca que el valor de C
para un mecanismo de elevación tipo M.4 es igual a 0,095
mm
.
N
7
Sabiendo el valor de C y una vez calculada la tensión máxima (Tmax=5058,28 N)
sustituyendo los valores en la ecuación se obtiene que el diámetro mínimo del cable es
de:
d = 0,095 5058,28
dmin= 6,76 mm → S= 35,85 mm2
En caso de que se utilicen cables de 4mm2, la cantidad de cables que se tendrían que
utilizar serian:
d= 4 mm → S= 12,57 mm2
n=
35,85
12,57
n = 2,85
Por temas de seguridad se considerará que n=3
CÁLCULO DE LA CARGA MÍNIMA DE ROTURA
El cálculo de la carga mínima de rotura según la norma UNE 58-120-91 se realiza con
la siguiente formula:
F0 = S × Z p
Donde:
S: Tensión máxima del cable [N]
Zp: Coeficiente mínimo de utilización práctica.
Para calcular la tensión máxima en este apartado, se dividirá la tensión máxima
calculada anteriormente por el número de cables, por lo que quedara que:
S=
5058,28
= 1686,09 N = 1,69kN
3
8
El valor de Zp viene determinado en la Tabla 1 de la norma UNE 58-120-91, que dice
que para un mecanismo de elevación perteneciente al grupo de trabajo M4 1Am, el
valor de Zp es igual a 4,0.
Por lo que resolviendo la siguiente ecuación, se obtiene que la carga mínima de rotura
del cable tiene que ser mayor que:
F0 = 1,69 × 4,0
F0 ≥ 6,74kN
Como la carga mínima de rotura del cable es de 12,6 kN (≥ 6,74kN), se comprueba
que el cable de 4mm de diámetro es más que suficiente.
CÁLCULO DEL DIÁMETRO MÍNIMO DE LA POLEA
Para calcular el tamaño de la polea de tracción se usa la Tabla 2 de UNE58-120-91/1.
Según esa tabla la polea de tracción debe de ser 18 veces mayor que el diámetro del
cable.
4X18=72mm
La polea que se utiliza en el “home elevator” es de 100 de diámetro. Por lo que se
demuestra que:
72mm<100mm
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