Cálculo y diseño del sistema de accionamiento de un ascensor para seis ocupantes y veinticuatro metros de altura

Blanco González, Estefanía
Canalís Martínez, Paula María (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2020
Ingeniería Mecánica department, Ingeniería Mecánica area

Graduado en Ingeniería Mecánica

Abstract: El proyecto trata sobre el cálculo y diseño del sistema de accionamiento, también llamado de elevación, de un ascensor residencial para seis ocupantes con un recorrido de veinticuatro metros de altura. Para su realización se ha empleado la normativa UNE referente a ascensores y relaciones de transmisión, además de catálogos, programas de cálculo y libros especializados.
Para su realización se ha comenzado por seleccionar el tipo de cabina necesaria siguiendo la normativa, obteniendo su peso y dimensiones. Se han seleccionado los cables necesarios basándose en las características de cada tipología según libros especializados y la normativa, calculando la tensión máxima mayorada según coeficiente de seguridad que debe tener cada cable. Se ha calculado el contrapeso según el porcentaje de carga que deba ser compensada, obtenida de nuevo de libros especializados, y con ello se ha determinado la carga no equilibrada a partir del análisis de fuerzas.
El segundo paso ha sido el cálculo de los parámetros de las poleas de tracción y desviación, obtenidos a partir del diámetro de cable seleccionado, el coeficiente de seguridad marcado por la norma y el número de poleas equivalente. Para el cálculo de la polea de desvío se ha estudiado su posición relativa respecto de la polea de tracción para conseguir un ángulo de contacto suficiente a la vez que mantenemos el espacio ocupado al mínimo. Se han estudiado cuatro casos de posición y movimiento de la cabina estipulados por la norma para evaluar la adherencia de las poleas.
El tercer paso ha sido escoger el motor capaz de producir la potencia suficiente que permita elevar la cabina a su velocidad nominal. Para ello se ha realizado una primera aproximación de la relación de transmisión, los parámetros del reductor y el rendimiento del mismo, a partir del cálculo y estudio de catálogos. Se ha calculado el momento necesario en la polea de tracción para elevar la cabina y con ello se ha determinado el momento mínimo necesario que debe de generar el motor. Con ello se ha obtenido la potencia del mismo.
Cuarto paso, seleccionado el motor se ha determinado su velocidad real de rotor a partir del estudio de catálogos y con ello se ha obtenido la relación de transmisión real que nos permita elevar la cabina a su velocidad nominal. Se ha comprobado mediante el cálculo a flexión y a desgaste si los parámetros del reductor aproximados en el tercer paso permiten transmitir el momento necesario a la polea de tracción. En caso contrario se han realizado modificaciones sobre el módulo.
Se ha determinado el rendimiento del reductor y se ha comprobado si cumple térmicamente.
En el quinto paso se han diseñado los ejes. Se ha empleado el programa MEFI para realizar los diagramas de esfuerzos. Se ha determinado el diámetro mínimo necesario según la deflexión máxima recomendada por la ASME, por resistencia estática y por fatiga, tanto analíticamente como empleando SolidWorks. Los valores finales de los diámetros se han seleccionado según normativa.
Finalmente se han seleccionado los rodamientos a partir de los diámetros de los ejes y de las cargas mayoradas en los apoyos empleando catálogos de SFK.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado