Cálculo carga mesa elevadora de tijera  El tema está resuelto

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Cálculo carga mesa elevadora de tijera  El tema está resuelto

Notapor chrisgf.iti » 05 Nov 2007, 11:50

Hola. Tengo un pequeño problemilla y no se cómo resolverlo, o al menos, cómo empezar. Soy un Ing.Técnico recién "horneado" y me han planteado un tema en la fábrica donde estoy que no se resolver muy bien.
He de calcular el peso máximo que es capaz de levantar una mesa elevadora de tijera con los siguientes datos:

-Planos de alzado y lateral de la mesa
-2 Cilindros Diam:140 y Carrera:340
-Bomba de 16l/min
-Motor de 5,5CV, 1500rpm

La verdad es que no se ni por donde empezar. A alguien se le ocurre algo??
Muchas gracias de antemano.
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Notapor JCas » 05 Nov 2007, 12:28

Necesitas saber la presión de funcionamiento de la bomba. A partir de ahí, la capacidad mecánica es fácil de calcular. Si pones un esquema de cómo va montada la plataforma te podemos ayudar. De todas formas, habría que ver la resistencia de la estructura, pues podría ser menor que la mecánica.
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Notapor Jorge » 05 Nov 2007, 12:40

Sabiendo el diámetro de los cilíndros, calculas la superficie de empuje (la superficie del pistón).
Posteriormente conociendo la presión de trabajo de la bomba, calculas la fuerza que desarrollan los cilindros, ya que presión x superficie = fuerza.

Posteriormente tendrías que mostrarnos un esquema de como van colocados los cilíndros y de la plataforma en general para poder determinar su capacidad de elevación.
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Notapor JCas » 05 Nov 2007, 13:04

Jorge escribió:Sabiendo el diámetro de los cilíndros, calculas la superficie de empuje (la superficie del pistón).


Cuidado. Si los cilindros están trabajando a tracción, la superficie que tendrás es la del pistón menos la del vástago.
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Notapor chrisgf.iti » 05 Nov 2007, 13:17

Sí, se me olvidó ponerlo, la presión de trabajo tambien la conozco, de 100kg/cm2, y así la fuerza q obtengo de salida es de unos 15400kg en cada cilindro.
El esquema intentaré subirlo esta tarde, ya que son planos impresos y tengo el escaner averiado.
Puedo deciros que son dos brazos en X entre las plataformas horizontales, estando los cilindros entre el extremo de la plataforma inferior y un punto cercano al cruce virtual de los brazos. Se que es bastante complicado de entender así.
Gracias por vuestra ayuda. Esta tarde si puedo subo un dibujo.
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Notapor chrisgf.iti » 05 Nov 2007, 13:37

Si os vale con esto...
En el pdf de:
http://www.edmolift.com/manual/85924_Ma ... -08-02.pdf
En la página 31 aparece una mesa muy similar, pero con la diferencia de que en la mía los cilindros están en el lado donde no hay ruedas, es decir, que no se desplazan horizontalmente como en el del dibujo.
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Notapor JCas » 05 Nov 2007, 15:22

Tienes que hacer un estudio de fuerzas en el punto más desfavorable. En este caso es con la mesa cerrada, pues el ángulo de trabajo de los cilindros es el peor posible. Fíjate que los amarres están puestos para no tener nunca ángulo de trabajo 0. Con este valor, ya sabrás cual es la carga máxima a levantar desde el punto más bajo.

Puedes también calcular la carga que puede resistir en un punto intermedio y en el superior. Comprobarás que, según va subiendo la plataforma, será más efectiva la fuerza de los cilindros, siendo en el punto más alto donde más pueden cargar. Posiblemente, llegará un momento en que superen ampliamente la capacidad estructural de la plataforma, por lo que tendrás que conocerlo también.
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Notapor chrisgf.iti » 05 Nov 2007, 18:02

Ahora empiezo a aclararme. Te lo planteo según he entendido xa, por favor, me confirmes o me corrijas:
Adjuntanto el dibujo a mano de la plataforma, ya que el escáner sigue out, entiendo que el punto de partida sea el más desfavorable, puesto que la fuerza de salida del cilindro es lo más horizontal posible, por lo que el ángulo alfa menor que forma con la horizontal hace que la componente vertical sea menor en la situación de plegado que en la de extendido.
Si he obtenido que por la presión de trabajo y la sección del cilindro, cada uno saca una fuerza de F=15400kg, sería correcto decir que P (la carga máxima que quiero obtener): P=2*F*sen(alfa)=30800*sen(alfa)
El 2 es por la acción de los dos cilindros, y el alfa lo estimaría a partir de los planos originales. De esta manera, lógicamente, se puede vencer más peso con la posición extendida que la plegada.
Siento mis carencias en materia de resistencia de materiales y estructuras, pero soy ITI Electrónico.
Muchas gracias de nuevo.
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Notapor JCas » 05 Nov 2007, 20:00

Por ahora vas muy bien. Ten cuidado y fíjate como están los apoyos con respecto al eje de unión entre las tijeras. A partir de ahora, todo es calcular esfuerzos en los diferentes apoyos y su transmisión a los cilindros. Fíjate que lo único que hacen los cilindros es mantener las tijeras en una posición relativa entre ellas. No levantan directamente la plataforma.

:ein No creo que el esfuerzo vertical que obtengas directamente de los cilindros sea igual al que es capaz de realizar la plataforma, aunque lo tendría que mirar con más calma. De todas formas, a partir de ahora tienes un problema bastante básico de física, y no es difícil de resolver.
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Notapor Vladim78 » 05 Nov 2007, 20:27

Al final todo va a depender de la altura desde la que empieces a elevar la mesa (altura mínima) y de donde coloques la fuerza del cilindro (cuanto mas lo pegues al pasador de la izquierda mas alto subirá la mesa pero menos peso podrás elevar). Ten cuidado porque solo estas considerando las fuerzas verticales, y si haces un diagrama del solido rígido de una de la palanca verás como la fuerza importante del cilindro es la horizontal, ya que la vertical se anula en los rodillos inferiores.

Tienes que relacionar el angulo alfa con los parametros altura minima de la tijera, longitud de las tijeras y posición de la fuerza. Tendrás que repasar trigonometria. Animo, yo he obtenido esta relación:

Peso máximo = Fmax ((sen (l+a) + 2ha·cos/l) / l^2)

siendo l la longitud horizontal de la tijera (depende del angulo), h la altura del punto central (de cruce imaginario), a la distancia horizontal del punto de aplicación de la fuerza a los pasadores de la izquierda. cos y sen son del angulo alfa. Fmax es la fuerza maxima de todos los cilindros). Se puede seguir simplificando pero me pillas liao, seguro que tu lo haces mejor que los de electronica sois unos mostruos jeje un saludo.
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Notapor chrisgf.iti » 05 Nov 2007, 21:00

Jaja, bienaventurados los electrónicos de los que hablas, Vladim78.
La expresión valdría sin simplificar así, pero lo que me gustaría saber qué es cada cosa, ya que no me ha quedado muy claro... :roll:

1. A qué te refieres con "pasador de la izquierda "??
2. Y palanca?? A los brazos que hacen la tijera??
3. Rodillos inferiores?? Las ruedas que hacen que deslice la tijera sobre el bastidor inferior??
4. Longitud de las tijeras??
5. h la altura del punto central (de cruce imaginario)?? Donde se cruzan ambos brazos??

Y respecto a tí, JCas, no entiendo muy bien lo que me dices de los apoyos, y de como están colocados con respecto al eje de unión. Realmente los apoyos son como en la figura de la pagina 31 de http://www.edmolift.com/manual/85924_Ma ... -08-02.pdf, pero el lado de los cilindros está fijado y el otro es el que se desplaza con las ruedas por la guía.

Muchas gracias a todos de nuevo.
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Notapor JCas » 05 Nov 2007, 21:56

Si te fijas, los anclajes están por encima del eje de unión. Tiene dos objetivos, aumentar el ángulo y facilitar el movimiento.
No estoy de acuerdo con Vladim en lo que a esfuerzos se refiere. Es verdad que en el punto inferior la fuerza horizontal es la más importante, pues es mucho mayor que la vertical, pero lo que te interesa es considerar todos los esfuerzos, pues no se anula ninguno, la demostración es que si colocases el cilindro totalmente vertical, la plataforma también subiría, aunque no correctamente. Sigue siendo un ejercicio de trigonometría.
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Notapor Vladim78 » 05 Nov 2007, 22:17

El pasador de la izquierda el punto de giro de la izquierda de las palancas o brazos. La l es la proyección horizontal de los brazos de la tijera. El resto es como dices tu. Espero no haberme equivocado al despejar.

Lo he obtenido todo de las ecuaciones de la estática haciendo el diagrama del solido rígido del brazo de la tijera.

Lo que dice JCaS es cierto, cuando he dicho que la fuerza vertical se anula no he sido riguroso, quería decir que parte de esa fuerza se contrarresta en los apoyos inferiores.
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Notapor chrisgf.iti » 06 Nov 2007, 08:54

Perdonad mi zoquetismo :cabezazo ... Pero serían estos los diagramas del sólido rígido a plantear (cualquiera de ellos)???
Corregidme por favor, si he colocado mal alguna fuerza, apoyo, distancia, etc.
Entiendo que en el caso 2, el apoyo A es articulado fijo, puesto q puede girar pero no se desplaza ni horizontal ni verticalmente, mientras que el B es un voladizo, ya que se mueve en todas direcciones.
En el caso 1, por contra, A es deslizadera en Y, ya q siempre queda sobre el del caso 2, pero variando la altura (con la plataforma); mientras que B es deslizadera en X, sin diferencia de cota con A del caso 2, pero más cerca o lejos horizontalmente.
Así diríamos que sólo tienen ruedas los apoyos B en caso 1 y B en caso 2.
Meto mucho la pata???
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Notapor chrisgf.iti » 19 Nov 2007, 14:10

Muchas gracias a todos por la ayuda. Finalmente lo resolví aplicando un poco de cinemática y estática, a partir de vuestras sugerencias. El resultado es bastante convincente, así que lo doy por bueno.
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