Consideraciones y cálculos sobre diseño de cargas

Manual de Sistemas de Módulos de Pesaje de METTLER TOLEDO
Cargas de Impacto
CUIDADO
LOS SIGUIENTES CÁLCULOS SON PROVISTOS COMO NORMAS SOLAMENTE. NO
DEBEN REEMPLAZAR UNA EVALUACIÓN ESTRUCTURAL DE INGENIERÍA DE LA
APLICACIÓN POR UN INGENIERO PROFESIONAL REGISTRADO QUE ESTÉ
FAMILIARIZADO CON LOS CÓDIGOS DE CONSTRUCCIÓN.
Las cargas de impacto pueden afectar un diseño de báscula, especialmente para las
aplicaciones de transportador o para conversiones de básculas de piso. Es causado
por un cambio abrupto en el peso colocado en una báscula, como por ejemplo,
cuando un objeto se deja caer sobre la báscula. Si las fuerzas de impacto son lo
suficientemente fuertes, usted debe instalar celdas de carga de mayor capacidad. Para
estimar la fuerza de impacto, usted debe conocer el peso del objeto que se deja caer, la
distancia vertical a la que se deja caer, y el peso vacío de la estructura de la báscula.
También debe conocer el grado de elasticidad de la capacidad de la celda de carga
nominal. El grado de elasticidad para una celda de carga es la capacidad nominal
dividida entre la deflexión de la celda de carga a la capacidad nominal. Para las
aplicaciones de carga por grúa, usted debe saber el grado de descenso de la grúa.
Determine la capacidad nominal de la celda de carga multiplicando la capacidad bruta
de la báscula por 1.25 y luego dividiéndola por el número de soportes. Luego use una
de las siguientes ecuaciones para estimar las fuerzas de impacto causadas por los
pesos que se dejan caer o que se descienden lentamente.
Ecuación para la Caída de un Peso:
FMAX = W2 + W1
[1+
1+
2KH
W1 + W2
]
Ecuación para el Descenso de un Peso:
FMAX = W2 + W1
[ 1+
1+
K (W1 + W2) V 2
GW1 2
]
En donde:
FMAX = Fuerza del Impacto (libras)
W1 = Peso que se deja Caer o se Desciende (libras)
W2 = Peso Muerto de la Plataforma (libras)
K = Grado de Elasticidad de las Celdas de Carga (libras por pulgada), ver la Tabla 4-2
V = Velocidad a la cual es Objeto es Descendido (pulgadas por segundo)
G = Gravedad (384 pulgadas por segundo2)
H = Altura de la cual el Objeto es Descendido (pulgadas)
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Capacidad de Celda de Carga
Grado de Elasticidad (K)
250 lb
17,857
500 lb
50,000
1,250 lb
125,000
2,500 lb
250,000
5,000 lb
416,667
10,000 lb
833,333
20,000 lb
555,556
30,000 lb
833,333
45,000 lb
692,308
50,000 lb
1,666,667
75,000 lb
1,500,000
100,000 lb
3,333,333
150,000 lb
5,000,000
200,000 lb
6,666,666
Tabla 4-2: Grados de Elasticidad Nominal para las Celdas de Carga de METTLER TOLEDO
Una vez que usted ha calculado la fuerza de impacto para una báscula, determine con
qué fuerza será distribuida sobre las celdas de carga. Si un objeto se ha dejado caer en
el centro de una plataforma de báscula de cuatro módulos, esto afectará probablemente
las cuatro celdas de igual forma. Si se deja caer en un lado de la plataforma, la fuerza
de impacto podría concentrarse en dos celdas de carga. Para estimar la carga de
impacto por celda de carga, divida la fuerza de impacto entre el número de celdas de
carga en las cuales se concentrará. Luego compare la fuerza del impacto con la
clasificación de cargas permitidas por el módulo listadas en el Apéndice 5, Si la carga
del impacto es demasiado grande para la capacidad de la celda de carga, usted debe
usar módulos de peso de mayor capacidad.
En lugar de incrementar las capacidades de los módulos de peso, usted puede
considerar una de las siguientes maneras de reducir la carga de impacto:
•
Coloque los objetos en la báscula sin dejarlos caer.
•
Añada masa a la plataforma de la báscula.
•
Use un material absorbente tal como (1) almohadillas de Fabreeka, (2) resortes
de espiral, (3) empates de ferrocarril o (4) construya una caja de arena
(fundición).
(Fabreeka es una marca registrada de Fabreeka International, Inc.)
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Vibración
Si una báscula vibra constantemente, puede que no llegue a reposo en tiempo
suficiente como para capturar una lectura de peso exacta. Los indicadores de METTLER
TOLEDO poseen sistemas integrados de filtrado que pueden eliminar la mayoría de los
efectos de la vibración. Cuando se instala un sistema de módulos de peso, usted debe
tomar medidas para reducir cualquier vibración externa o interna que el indicador no
pueda eliminar.
Vibración Externa: Una báscula puede ser afectada por la vibración de su base o del
ambiente que la rodea. Recomendamos que se encuentre la fuente de la vibración y se
corrija su efecto en la báscula. Cortar una losa del piso o separar el marco de soporte
de la báscula de las estructuras circundantes puede también prevenir que la vibración
externa afecte la estabilidad de una báscula.
Vibración Interna: Las vibraciones producidas dentro de un tanque son normalmente
causadas por líquidos en movimiento o por agitación. En grandes tanques, el
movimiento de líquidos puede producir vibraciones frecuentes que son difíciles de
eliminar por el indicador de la báscula. Usted puede reducir el efecto del movimiento de
líquidos instalando amortiguadores en un tanque. Si un agitador y su motor propulsor
están permanentemente conectados a una báscula, puede que sea necesario incorporar
cojinetes de aislamiento (tales como Fabreeka, disponibles en METTLER TOLEDO) en
el montaje de módulos de peso para minimizar la vibración interna. Para mejorar la
exactitud del pesaje, asegúrese que el agitador se suspenda mientras se toman las
lecturas de peso.
Es difícil analizar los efectos de vibración causados por el viento. Si se requiere gran
exactitud, recomendamos proteger la báscula del viento. Cada vez que un tanque es
localizado en exteriores, este debe diseñarse para minimizar las fuerzas verticales
resultantes del viento.
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