DISEÑO DE PUENTE GRÚA MONORRAÍL DE 5 TONELADAS DE CAPACIDAD PARA TALLERES MECÁNICOS

FACULTAD DE INGENIERÍA
INFORME DE PRÁCTICA PRE – PROFESIONAL I
Proyecto Académico:
“Diseño de puente grúa monorraíl de 5 toneladas de
capacidad para talleres mecánicos”
”
Practicante:
Edwin Guillen Casamayor
Docente:
Ing. Maria Elisia Armas Alvarado
Supervisor:
Ing. Alex Tejeda Ponce
INGENIERÍAMECÁNICA –ELÉCTRICA
Abril - 2018
Trujillo – Perú
ÍNDICE.
I.
INTRODUCCIÓN2
1.1
Realidad Problemática2
1.2
ANTECEDENTES3
1.3
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA6
1.4
OBJETIVOS7
1.4.1
Objetivo general7
1.4.2
Objetivos específicos7
Bibliografía7
I. INTRODUCCIÓN
1.1 Realidad Problemática
La Compañía de servicios denominado, (Factoría Solución y Mantenimiento
Total S.A.C) Donde actualmente laboro, En el área de fabricación y
mantenimiento, no cuenta con un sistema para elevar y trasladar
adecuadamente las partes y piezas que se desmontan y montan en el proceso,
ya sea de fabricación como de reparaciones de equipos pesados y estructura
metálica, actualmente se está utilizando un tecle manual de 3 toneladas sujeto
en caballete, además al seguir trabajando de esta manera en el taller se corre el
riesgo de causar daño tanto al personal como al equipo.
En coordinación con el gerente de dicha empresa, viendo el aumento de la
demanda, se ve en la necesidad de ampliar su capacidad de producción y para
ello se le propone el diseño y simulación de un puente grúa monorraíl, con el
fin de aumentar la capacidad de producción y reducir costos en el alquiler de
montacargas, como también reducir daños potenciales que puede ocasionar al
personal y equipos que detallamos a continuación según (Marquès, 2012):
Daños potenciales que se pueden presentar al personal:
 Golpes, Fracturas.
 Hernias abdominales e inguinales.
 Daños a la columna vertebral tales como lesiones de nervio ciático,
lesión
de
vértebras
cervicales,
hernias
discales,
lumbociatalgia.
 Trastornos neurológicos en caso de golpes en la cabeza.
 Atropello de personas entrada (entrada salida, etc.)
Daños potenciales que se pueden presentar en los equipos:
 Daño causado por inadecuado anclaje de partes y piezas.
lumbalgias,
 Incorrecto montaje por la falta de facilidad de maniobrar los equipos y
partes.
 Daño por golpe causado por sobrecarga de la capacidad del tecle.
 Caídas al subir o bajar una máquina.
 Los derivaros de operaciones de mantenimiento (Atrapamientos,
quemaduras, etc.)
Al utilizar el sistema con tecle manual incrementa el tiempo requerido para el
desmontaje y montaje de piezas y partes de la maquinaria.
1.2 ANTECEDENTES
En un trabajo de investigación el autor (Br. Martinez Alexander, 2013), realizó un
diseño de un puente grúa para el galpón de almacenamiento de materiales y
equipos con capacidad de 7 toneladas para la empresa Iroca. La idea de
desarrollar este proyecto surge de la necesidad por parte del personal de la
empresa, de transportar con mayor comodidad y seguridad equipos e insumos a
través del área del galpón antes mencionado, está basado en las normas (DIN,
ISO, ASTM, entre otras) y conocimientos adquiridos por parte de su empresa,
con las cuales se logra estudiar los parámetros que conllevan a calcular y
elaborar la propuesta de diseño del puente grúa.
Esta investigación es de tipo proyectiva y se llevó a cabo mediante el uso de
herramientas científicas
y metodológicas con base en el área de diseño
mecánico para determinar las propiedades del elemento en cuestión. La
metodología aplicada está basada según los objetivos específicos en:
 Determinación de los parámetros necesarios para el diseño del puente grúa
de 7 toneladas (proceso de evacuación).
 Selección del sistema de levantamiento (polipasto) que se ajusta a las
exigencias establecidas por la empresa (proceso de recolección y
procesamiento de datos).
 Determinación de los materiales a utilizar para el diseño de su estructura
(proceso de recolección y procesamiento de datos). Elaboración de los
planos de detalles del puente grúa con una capacidad nominal de 7
toneladas (Diseño y propuesta mecánica).
 Mediante el proceso de entrevistas no estructuradas y observaciones libres
se realizó el análisis de estructura y detección de falla.
 También se utilizaron varias técnicas de análisis, se realizaron los cálculos
de los elementos que conforman el puente grúa siguiendo las normas de
fabricación, tales como la elaboración de planos y etapas del proceso de
implementación del mismo.
Obteniendo como resultados un puente grúa monorriel y con ello se dio
solución al problema planteado, proponiendo un diseño factible desde el punto
de vista técnico, económico, de mercado, de fácil operación, seguro, y que
además soporte las condiciones de trabajo requeridas.
Siguiendo con el levantamiento de antecedentes se encontró en otra tesis
donde el autor (Collado, 2010), realizó un diseño de un puente grúa de 5
toneladas. El objetivo del presente proyecto fue el diseño de una grúa
destinada al manipuleo principalmente de materia prima en un taller
metalúrgico. Tiene como característica principal una altura útil de 6m y una
longitud de 15m, su carga máxima fue de 5 toneladas.
Como se trata de una máquina hecha a medida, de la que solamente se fabricó
una unidad, el propósito del proyecto se basó en satisfacer las especificaciones
concretas del puente grúa, cumpliendo todos los requisitos mecánicos y de
seguridad, sin olvidar la sencillez y funcionalidad de manera que no se
encarezca el proyecto inútilmente.
La metodología utilizada para el dimensionamiento de la grúa distingue dos
partes. Por un lado el dimensionamiento y cálculo de la estructura de la grúa
con todas las hipótesis de carga necesarias y los coeficientes de seguridad que
indica la normativa. Por otro lado el diseño de todos los accionamientos y
elementos que permiten a la grúa darle la función de aparato de elevación.
Si bien se han explicado y justificado prácticamente todos los elementos de la
grúa, se ha puesto especial hincapié en el diseño de los elementos que forman
parte del mecanismo de elevación de la carga además de varios de los
accionamientos principales, como los moto reductores de elevación de la carga
y traslación del puente.
Con el fin de realizar un diseño correcto se utilizaron distintas herramientas
CAD para dimensionar la grúa y sus elementos.
El resultado del proyecto fue un puente grúa birriel, comparable en
prestaciones a las fabricadas por las principales empresas del sector y que
cumplió las especificaciones que se habían planteado desde un principio
además de la normativa vigente.
Seguidamente el autor (Huaroc Espinoza, 2018), realizó un diseño de un puente
grúa para un winche en mina Yauricocha, donde mostró, detalló y creó un
modelo de diseño de estructuras mecánicas basado en la norma VDI
2221,2225; el cual facilitara la realización e interpretación de un proyecto de
diseño de estructuras mecánicas de una manera más eficaz, minimizando el
tiempo de elaboración, y por extensión optimización del presupuesto asignado
para tal fin. El proyecto se llevó a cabo en Sociedad Minera Corona, para la
PROFUNDIZACIÓN DE PIQUE YAURICOCHA donde se realizó el
montaje de un winche que está compuesto por equipos y elementos mecánicos
de alto tonelaje en consecuencia se requiere un equipo de izaje que facilite su
montaje y mantenimiento y para tales procesos es obligatorio el montaje de un
puente grúa.
En primer lugar, se inició con la recolección de parámetros que influyen en el
diseño del puente grúa, mediante la lista de exigencias, que son obtenidos en
la unidad minera tales como: humedad, área de trabajo reducido, temperatura,
capacidad de tonelaje, líneas de energía, horas de operación, altitud, tiempo,
etc. Con estos datos se procedió a hacer un análisis económico técnico con el
fin de definir las características técnicas del proyecto a ejecutarse.
El siguiente paso consistió en realizar un análisis estructural minucioso que es
el diseño propiamente dicho, tomando en consideración todos los parámetros y
con la aplicación respectiva de normas y métodos de diseño aceptados en
ingeniería de tal manera que cumpla con los requisitos solicitados por la
unidad minera.
Finalmente se procedió a realizar los planos de diseño de la estructura para su
ejecución, así como el análisis logístico que ambos servirán como guía para el
montaje de la estructura logrando obtener un puente grúa de capacidad de 10
toneladas con todos sus detalles y especificaciones respectivas. Palabras clave:
optimización de presupuesto, parámetros, análisis logístico.
Para terminar el autor (Yunda, 2013), realizó un cálculo y selección de la viga
principal de un puente grúa. El objetivo de este proyecto fue proponer un
procedimiento para calcular y seleccionar la viga principal de un puente grúa
birraíl, donde el carro del puente se desplaza sobre dos vigas principales, de
manera eficiente y eficaz, con parámetros establecidos, diferentes luces y
capacidades portantes, permitiendo sustentar con memorias de cálculo y tablas
de diversos perfiles empleado para la empresa IMK. S.A.S., quienes son una
empresa dedicada a la fabricación de puentes grúa y estructuras metálicas.
Esto se logró mediante la recopilación y estudio de diferentes métodos de
cálculo de vigas para puentes grúa, y verificación de las normas, como AISC
(American Institute of Steel Construction), para el cumplimiento de perfil
óptimo de acuerdo a las solicitaciones, calculando la flecha o deflexión
máxima de acuerdo a la luz y capacidad del puente grúa.
Además, la metodología, cálculos y formulas implementadas se verificaron
mediante un análisis por elementos finitos con ANSYS.
1.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Cómo influye el diseño de un puente grúa monorraíl de 5 toneladas de
capacidad en los talleres mecánicos?
1.4 OBJETIVOS
1.4.1
Objetivo general
Diseñar un puente grúa monorraíl con el fin de aumentar la capacidad
de producción y reducir costos en el transporte, montaje y desmontaje
en el proceso de fabricación y mantenimiento de equipos pesados.
1.4.2
Objetivos específicos
 Estudiar los diferentes tipos de grúas que existen en el mercado y
selección de alternativas.
 Elaborar los planos y despiece general del sistema.
Bibliografía
Br. Martinez Alexander, Br Navas Alverto. 2013. PUETE GRUA CON CAPACIDAD DE 7
TONELADAS PARA EMPRESA IROCA INDUSTRIAL C.A VENEZUELA. [En línea] 10 de 2013. [Citado
el: 19 de 09 de 2019.] https://es.scribd.com/document/345022018/Tesis-PuentegruaIrocaindustrial-Ing-151001221609-Lva1-App6892.
Collado, Ricardo Esteban. 2010. DISEÑO DE PUENTE GRUA DE 5 TONELADAS. [En línea] 2010.
[Citado
el:
19
de
09
de
2019.]
https://monami.hs-
mittweida.de/frontdoor/deliver/index/docId/531/file/TESIS_DISEO_PUENTE_GRUA_5_Tn.pdf.
Huaroc Espinoza, Enrrique. 2018. Diseño de un puente grúa para el winche de servicios en
Mina
Yauricocha.
[En
línea]
2018.
[Citado
el:
28
de
09
de
2019.]
http://repositorio.uncp.edu.pe/bitstream/handle/UNCP/4946/T010_43054209_T.pdf?sequenc
e=1&isAllowed=y.
Marquès, Albert Suero. 2012. Riesgos con maquinaria y su Prevención. [En línea] 07 de 2012.
[Citado
el:
28
de
09
de
http://www.conselldeivissa.es/portal/RecursosWeb/DOCUMENTOS/1/0_7206_1.pdf.
2019.]