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T1. BANDAS TRANSPORTADORAS. ELEMENTOS DE UNA CINTA TRANSPORTADORA. 12J2 Una banda o cinta transportadora es una estructura de goma o tejido en forma de correa cerrada en anillo, con una unión vulcanizada o con empalme metálico, utilizada para el transporte de materiales. Los elementos de una cinta transportadora son: 1. Banda o cinta. 2. Bastidor. 3. Tambor de accionamiento o impulsor. 4. Tambor de reenvío. 5. Tambor tensor. 6. Rodillos del ramal de trabajo. 7. Rodillos del ramal libre. 8. Dispositivo de carga. 9. Dispositivo de descarga. 10. Rascador. La banda o cinta tiene como función principal el soportar el peso del material a transportar y desplazarlo de la zona de carga hasta la zona de descarga. En la elección de la banda más adecuada para una determinada aplicación, se tiene que considerar el material a transportar, el entorno de trabajo, la longitud de la cinta transportadora y la tensión máxima que tiene que soportar la banda. Las bandas o cintas transportadoras se pueden clasificar en tres grandes grupos:  Según el tipo de tejido:  De algodón.  De tejidos sintéticos.  De cables de acero.  Según la disposición del tejido:  De varias telas o capas.  De tejido sólido.  Según la superficie de la banda:  Lisa.  Rugosa.  Con nervios, tacos o bordes laterales vulcanizados. El bastidor es la estructura que da soporte a la banda transportadora y demás componentes. Debe estar diseñado de tal manera que garantice que la sustentación de la banda sea firme y alineada. Los bastidores pueden clasificarse en tres grandes grupos:  Bastidores montados en el suelo.  Bastidores suspendidos en el techo.  Bastidores híbridos. En una banda transportadora se distinguen diferentes tipos de tambores:  Tambor de accionamiento.  Tambor tensor.  Tambor de reenvío.  Tambor de desvío. 1

El tambor de accionamiento o accionador es el encargado de transmitir el movimiento producido por el grupo motor-reductor a la banda. El tambor tensor tiene por objeto garantizar la adecuada tensión en la banda a lo largo de todo el transportador. Se emplea casi exclusivamente en sistemas de transporte pesado y grandes distancias entre centros. Una adecuada tensión en la banda garantiza:  La transmisión de fuerza entre la banda y el tambor accionador, impidiendo el deslizamiento.  El no derramamiento del material en las proximidades de los puntos de carga.  La compensación de las variaciones de longitud producidas en la banda, debidas a cambios de tensión en la banda, producidos por variaciones en el caudal de la cinta o durante maniobras de arranque y frenado. Los rodillos tienen por misión soportar y proteger la banda, así como soportar el peso del material a transportar. Los rodillos se pueden clasificar en dos grandes grupos:  Rodillo plano. Se utiliza para el transporte de material a granel.  Rodillo en artesa o abarquillamiento. Constan de 2 rodillos en forma de V o 3 con el rodillo central horizontal y el resto ligeramente inclinados. La zona de carga en una banda transportadora es un punto crítico. Es aquí donde la banda recibe la mayor parte de la carga de abrasión y prácticamente toda la carga de impacto. Para que la banda no sufra desgastes ni sobreesfuerzos se tienen que tener en cuenta las siguientes consideraciones:  El material transportado debe entrar en contacto con la banda en la misma dirección de marcha y a la misma velocidad.  Se debe reducir la altura de caída del material.  El material debe depositarse en el centro de la banda para evitar problemas de desalineamiento de la misma.  En instalaciones inclinadas, la zona de carga debe ser horizontal.  En cargas con alto peso específico se deben utilizar rodillos portantes amortiguadores o rodillos de impacto en la zona de carga. Normalmente la carga del material a la banda se realiza mediante lo que se conoce como tolva de carga. La apertura de la tolva debe ser creciente respecto a la dirección de avance de la banda favoreciendo de esta manera, el acomodamiento de la carga sobre la banda y evitando que el material se acumule a la salida de la parte metálica de la tolva. En caso de cargas irregulares, que hacen que la banda vaya en algunos tramos con carga total y en otros tramos completamente vacía, es recomendable el uso de alimentadores que permitan uniformizar la carga a lo largo de toda la banda:  Alimentador de tornillo sin fin.  Alimentador por arrastre.  Alimentador de banda.  Alimentador rotativo.  Alimentador vibratorio. La descarga del material se realiza generalmente en el lado donde se encuentra el tambor de accionamiento y de forma directa a través de una tolva de descarga que permite seleccionar la dirección de caída hacia un lado u otro. En estos casos, el material describe una trayectoria perfectamente calculable que permite a los diseñadores calcular los flujos de material. Esta 2

trayectoria depende de la granulometría del material, el grado de adherencia de este con la banda, de la velocidad de la banda, etc. La descarga también puede realizarse a través de un sistema de tambores dobles denominado carro de descarga o tripper que consiste en una estructura fijada al transportador en un plano más elevado, donde se montan dos tambores. El tambor superior está más avanzado que el tambor inferior respecto al sentido de la marcha. Cuando la banda se acerca al carro de descarga, esta empieza a separarse de los rodillos de acunamiento pasando por el tambor superior donde se produce la descarga del material. Dicho tambor obliga a la banda a cambiar de sentido, pasando por el tambor inferior que le obliga de nuevo a cambiar de sentido, retornado así a su trayectoria normal sobre los rodillos de acunamiento. El carro de descarga puede ser fijo o móvil. En el primer caso, la descarga se produce en un punto predeterminado del transportador y puede ser realizada hacia ambos lados a través de tolvas con salidas direccionales. En el segundo caso la estructura se encuentra montada sobre ruedas que le permiten desplazarse sobre rieles laterales a lo largo del transportador y descargar el material en cualquier punto del mismo.

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T1. BANDAS TRANSPORTADORAS. PARÁMETROS TRANSPORTADORA. 14J1 / 15SR / 16SO

DE

DISEÑO

DE

UNA

BANDA

A la hora de seleccionar la banda más adecuada para una determinada aplicación, hay que considerar varios factores:  La resistencia que debe proporcionar la carcasa de la banda para transmitir la potencia necesaria durante el transporte del material a lo largo de toda la instalación.  La carcasa elegida debe tener las siguientes propiedades:  Soportar la carga transportada.  Adaptarse al contorno de los rodillos del ramal libre.  Flexionarse adecuadamente alrededor de los tambores de la instalación.  La calidad de la cubierta de la banda debe ser adecuada para soportar impactos, erosiones y la posible agresión de agentes químicos. Determinación de la anchura de la banda. La anchura mínima de la banda es uno de los primeros parámetros en ser elegidos debido a que su valor depende únicamente del tipo de material a transportar, de sus características físicas y de granulometría. Es necesario elegir cuidadosamente el ancho de banda adecuado para evitar derramamientos laterales del material. Siempre que sea posible, se deben elegir anchos de banda normalizados. Peso de las partes móviles por unidad de longitud. Se considera que la cinta transportadora está formada por elementos de longitud unidad interconectados, todos de masa igual. Peso de la carga por unidad de longitud. Se considera que la carga está uniformemente distribuida a lo largo de toda la banda. Factor de corrección de la longitud de la banda. El factor de corrección es un factor que tiene en cuenta el efecto de que las bandas transportadoras de poca longitud necesitan mayores esfuerzos para vencer la resistencia de fricción que las bandas de gran longitud. Cálculo de las resistencias al movimiento. Las resistencias al movimiento que tiene que vencer una banda son:  Resistencias principales.  Resistencias secundarias.  Resistencias principales especiales.  Resistencias secundarias especiales.  Resistencias debidas a la inclinación. Las resistencias principales y secundarias aparecen en todas las bandas transportadoras, mientras que las especiales solo aparecen en algunas. Las resistencias principales incluyen:  La resistencia al giro de los rodillos portadores y del ramal de retorno, debido al rozamiento en los rodamientos y juntas de los rodillos.  La resistencia al avance de la banda debida a la rodadura de la misma sobre los rodillos. Las resistencias secundarias tienen en cuenta:  La resistencia de inercia y la fricción debidas a la aceleración del material en la zona de carga. 4



La resistencia debida al rozamiento del material sobre las paredes laterales en las canaletas de alimentación en la zona de aceleración.  La resistencia debida al efecto de enrollamiento de la banda sobre los tambores. En las bandas transportadoras de longitud superior a 80 m, las resistencias secundarias son inferiores a las principales de la instalación, por lo que se pueden calcular de una manera simplificada considerando el coeficiente de corrección de la longitud de la banda. Las resistencias principales especiales incluyen la resistencia debida a la convergencia a la posición oblicua o inclinada de los rodillos portantes y la resistencia debida al rozamiento contra los faldones de las canaletas de alimentación o contra las guías longitudinales. Las resistencias secundarias principales incluyen la resistencia debida al rozamiento de los dispositivos de limpieza de tambores y banda y la resistencia debida al rozamiento contra los faldones de las canaletas o contra las guías cuando actúan sobre una parte de la longitud de la cinta. Potencia de accionamiento del tambor. Para que el tambor de accionamiento pueda mover la banda, es necesario que genere una fuerza igual o mayor a las resistencias que se oponen al movimiento de la banda pero de signo opuesto. Cálculo de tensiones en la banda en régimen permanente. El esfuerzo tangencial total en la periferia del tambor motriz se produce por la diferencia entre las tensiones de entrada y salida de la banda en el tambor de accionamiento. Las tensiones que se ejercen sobre la banda varían en toda su longitud y sus valores dependen de:  La disposición de la banda transportadora.  El número y disposición de los tambores de accionamiento.  Las características del accionamiento y de los frenos.  El tipo y disposición de los dispositivos de tensión de la banda.  La fase de funcionamiento (arranque, marcha normal, frenado, parada tanto en vacio como con cargas parciales o totales). Una vez que se han determinado las tensiones en la banda, se debe garantizar que se cumplen las siguientes condiciones:  Las tensiones que se ejercen sobre la banda tienen que ser suficientemente adecuadas para que la fuerza periférica aplicada al tambor de accionamiento sea transmitida a la banda por rozamiento sin que se produzcan patinajes.  La tensión aplicada en la banda debe ser adecuada para impedir que se produzcan flechas importantes entre dos estaciones de rodillos portantes. Determinación del número de capas de una banda. Se recomienda que el número de capas sea lo menor posible debido a que con ello se consigue mayor flexibilidad de la banda. Calculo de la capacidad de transporte. La capacidad de transporte de una banda transportadora viene dada por la siguiente expresión: Donde v es la velocidad de la banda transportadora (m/s), A es la sección de material sobre la banda (m2), γ es el peso específico del material a transportar (t/m3) y k es un coeficiente que

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considera la reducción de la capacidad de transporte de la banda debido a la inclinación de la misma. La sección de material sobre la cinta depende de:  La anchura útil de la cinta que es en si misma función de la anchura real.  El número, disposición y dimensiones de los rodillos.  La forma del talud dinámico del material sobre la cinta limitado por una curva de forma parabólica y caracterizada por el ángulo de talud dinámico. Por norma general, interesa elegir velocidades lo mayores posibles, debido a que de esta forma, para una determinada capacidad de transporte, los anchos de banda serán más pequeños y, por tanto, más económica la instalación. Determinación de la trayectoria del material en la zona de descarga. Una vez determinada la posición del centro de gravedad del material y el ángulo a partir del cual se produce el inicio de la descarga del mismo, es necesario calcular la trayectoria seguida por ese mismo punto una vez que abandona la cinta transportadora. Su trayectoria será la resultante de la recta impuesta por la velocidad, que será tangente en el punto donde se inicia la descarga del material, y la trayectoria vertical debida a la acción de la gravedad. La trayectoria del material debe ser estimada lo más exacta posible debido a que va a influir de una manera decisiva en el diseño de las tolvas de transferencia. La trayectoria seguida por el material depende, principalmente, del punto en el que el material se separa de la banda (referido como ángulo de desprendimiento)

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T2. ELEVADORES DE CANGILONES. ELEMENTOS DE UN ELEVADOR DE CANGILONES. 14SO / 16J1 Un elevador de cangilones es el mecanismo más empleado para el transporte vertical de materiales a granel, secos, húmedos e incluso líquidos. Los elementos más importantes de un elevador de cangilones son:  Cangilón.  Órgano tractor.  Cabeza.  Bota.  Caja. El cangilón es el recipiente encargado del transporte del material. El tamaño y perfil de los cangilones están normalizados y su elección depende de la naturaleza del producto y de la carga a transportar. Las medidas que definen un cangilón son principalmente el largo (A), la proyección (B), la profundidad (C), la altura hasta el labio frontal (D) y el espesor (T). Dependiendo del material a transportar, los cangilones se clasifican en:  Cangilones profundos. Para el transporte de material que no se apelmaza.  Cangilones de escama. En los elevadores con descarga dirigida por gravedad.  Cangilones poco profundos. Para el transporte de materiales que se encuentran apelmazados. Los cangilones van montados sobre el órgano tractor que es el encargado de transmitir el movimiento proporcionado por el tambor de accionamiento. Puede ser de banda o de cadena. Las principales ventajas que ofrece la banda con respecto a la cadena son:  Menos desgaste.  Funcionamiento silencioso.  Capacidad específica de transporte elevada.  Consumo menor de energía.  Más adecuado para la manipulación de harina cruda, carbón, etc.  Velocidades de desplazamiento elevadas. La cadena se utiliza cuando se quiere transportar materiales abrasivos, sometidos a alta temperatura y de gran tamaño. La cabeza es el elemento situado en la parte superior del elevador y tiene por objeto soportar el peso del motor, el tambor de accionamiento y la transmisión. Consiste en una estructura metálica fabricada en acero que tiene el perfil adecuado para adaptarse a la trayectoria del material transportado durante su descarga. La descarga de material se realiza en la cabeza a través de la tolva de descarga. El sistema motriz situado en la cabeza incorpora un sistema antirretorno que impide que al producirse una parada, los cangilones llenos de material retornen y descarguen sobre la bota, provocando una inundación de la misma. La bota es el elemento situado en la parte inferior de elevador. Está fabricado con chapas de acero en forma de caja. La carga del material se realiza en la bota a través de una tolva de 7

carga que puede estar situada en la parte superior, inferior o en ambas partes de la bota. Dicho elemento dispone de un tambor tensor que tiene como misión guiar y tensar el órgano tractor. La caja está formada por estructuras metálicas intermedias que tienen como función proteger los elementos que forman el elevador de cangilones así como de dar rigidez a todo el conjunto. Dichas estructuras se pueden clasificar en tres tipos:  Estructura o caja de ajuste. Es la que más cerca se encuentra de la cabeza. Tiene como función ajustar la distancia existente entre la caja estándar y la cabeza.  Caja típica o estándar. Posee una altura entre 1,5 y 2 metros.  Caja especial. Es la que más cerca se encuentra de la bota. Tiene la misma altura que la caja típica estándar. Dispone de paneles laterales desmontables para la inspección o cambio de los cangilones.

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T2. ELEVADORES DE CANGILONES. CLASIFICACIÓN SEGÚN LA NORMA UNE 58-222-87 15J1 Según la construcción y trayectoria:  Elevadores de cangilones verticales. Están destinados al transporte de material vertical o inclinado con un ángulo inferior a 20° con respecto a la vertical.  Elevadores de cangilones inclinados. Están destinados al transporte de material a lo largo de la trayectoria rectilínea que presenta una inclinación con un ángulo de 55° a 70° con respecto a la horizontal.  Elevadores de cangilones basculantes en un plano vertical. Están destinados al transporte de material entre dos puntos situados en un mismo plano vertical pero situados en niveles diferentes. Según el tipo de carga:  Directamente desde la tolva. Se emplea para el transporte de materiales de grano grande y abrasivos. La velocidad de desplazamiento del órgano de tracción es pequeña.  Carga por dragado. Se emplea para el transporte de materiales que no ofrecen resistencia a la extracción, pulverulentos y de grano fino. Según el tipo de descarga:  Centrífuga. Es el tipo más utilizado. El órgano de tracción (banda o cadena) se desplaza a grandes velocidades provocando que el material sea lanzado en el punto superior del elevador por la acción de la fuerza centrífuga.  Gravedad o continua. El órgano de tracción se desplaza a bajas velocidades comprendidas entre 0,5 y 1,0 m/s. se aprovecha el propio peso del material para la descarga del mismo.  Positiva. Este elevador es parecido al tipo gravitatorio salvo que los cangilones están montados en los extremos con dos cordones o torones de cadena. La velocidad de los cangilones es lenta y apropiada para materiales livianos, aireados y pegajosos.

T2. ELEVADORES DE CANGILONES. FIJACIÓN DEL CANGILÓN A LA BANDA. 12J1 / 13J1 / 16SO La fijación del cangilón a la banda se puede realizar de formas distintas:  Superpuesta. Una parte de un extremo de la banda se superpones al otro en una longitud al menos igual al ancho de la banda. Se recomienda verificar la proyección del cangilón en la zona de la unión debido al mayor espesor de la banda.  Yuxtapuesta. Se unen los extremos de la banda, colocándose sobre ellas otro trozo de banda de igual ancho y de largo tal que tome al menos un cangilón por lado. Al igual que en el caso anterior, la proyección de los cangilones se verá incrementada en el espesor de la banda añadida.  Vulcanizada. Se utiliza cuando los rangos de tensión son elevados.  Metálica. Se emplean broches metálicos convencionales. Proporciona un servicio más silencioso que los de las uniones superpuestas o yuxtapuestas.  En ángulo. Su funcionamiento es silencioso y el radio de doblado está determinado por el espesor de la banda.  En cangilón. La unión entre los extremos de la banda se realiza en el mismo tornillo que sujeta el cangilón. Se utiliza en condiciones de trabajo de baja exigencia. 9

T2. ELEVADORES DE CANGILONES. PARÁMETROS DE DISEÑO DE UN ELEVADOR DE CANGILONES. 14J2 / 16J2 Flujo de material transportado. El peso del material transportado por un cangilón es: donde i es el volumen del cangilón (litros), ρ es la densidad de la carga a granel (kg(l) y j es el coeficiente del cangilón cuyo valor varía entre 0,6 y 0,9. La capacidad de transporte de un elevador de cangilones (t/h), que se desplaza a una velocidad v (m/s) y con una separación o paso s (m) entre cangilones es:

Potencial de accionamiento. Para que el tambor de accionamiento pueda mover la banda es necesario que genere una fuerza (en kg) de valor:

donde H es la altura de elevación (m) y H0 es una altura ficticia añadida (m) que actúa como corrector por el sistema de carga utilizado y le material a elevar. La potencia de accionamiento (en CV) que debe poseer el motor viene expresada por:

donde v es la velocidad de desplazamiento del elevador de cangilones y h es el rendimiento del motor eléctrico. Tensión máxima de la banda. La tensión máxima de la banda (en kg) viene determinada por la expresión: donde k es un coeficiente que depende del tipo de tambor. Descarga del material. Supongamos una masa m retenida por un travesaño. Mientras que esta partícula realiza la trayectoria vertical hasta el punto A, está sometida exclusivamente a la acción de la gravedad. A partir de este punto, al iniciarse la trayectoria circular, está además sometida a la acción de la fuerza centrifuga. Por tanto, la partícula m está sometida a la acción de la fuerza radial de valor:

donde R es el radio de la polea y v la velocidad a la que se desplaza la partícula. Si se divide la expresión anterior por m g:

Esta expresión se puede representar en coordenadas polares. Radio del tambor. Lo que interesa es que la descarga empiece a realizarse justamente en la parte superior de la cabeza, es decir, para α = 0, donde se cumple que la fuerza resultante sobre la partícula es igual a cero. En este punto, la carga está suelta y la descarga se puede realizar más fácilmente.

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Trayectoria del material. Cuando una partícula, que es transporta por el cangilón es descargada, se convierte en un partícula libre en al que la única aceleración que actúa sobre ella es la aceleración de la gravedad. Se puede entonces suponer que esta partícula sigue un movimiento uniformemente acelerado:

donde v es la velocidad a la que circula el elevador de cangilones, a es la aceleración (en este caso de la gravedad) y t el tiempo transcurrido. Como la aceleración de la gravedad solo actúa en vertical:

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T3. TORNILLOS SIN FIN. ELEMENTOS DE UN TORNILLO SIN FIN. 13SR / 14SR /15SO

El tornillo sin fin es uno de los más simples y antiguos métodos utilizados para el transporte de material. El material es desplazado por un canalón por medio de un tornillo giratorio.

El tornillo giratorio o árbol impulsor consta de paletas soldadas sobre un tubo o eje. Dicho tornillo es el encargado de transmitir movimiento al material transportado. Se caracteriza por su diámetro exterior, tipo de espiras, paso de hélices, espesor de las espira, diámetro exterior del eje, diámetro interior del eje y sentido de giro. Según la forma de las espiras, los tornillos sin fin se clasifican en:  Tornillo sin fin de hélice helicoidal. Está formado por una hélice continua de una sola pieza obtenida mediante un proceso de laminación a alta presión. Tiene una buena resistencia a la abrasión y bajo coste.  Tornillo sin fin de hélice seccional. Está formado por paletas individuales, soldadas juntas y fijadas al tubo por soldadura continua o intermitente. La ventaja es que las paletas pueden ser moldeadas con casi cualquier diámetro, paso y espesor lo que los hace extremadamente versátiles. Las limitaciones que presentan son un coste mayor, mayor tiempo de fabricación y menor uniformidad.  Tornillo sin fin de paletas cortadas. Está formado por paletas helicoidales o seccionales que tiene ranuras en los bordes que permiten el mezclado moderado del material que transporta. Se utiliza para transportar materiales ligeros, finos o granulares.  Tornillo sin fin de paletas tipo cinta. Está formado por una hélice continua helicoidal moldeada a partir de una barra de acero y unida al eje a través de orejetas. Se utiliza para transportar materiales viscosos y pegajosos.  Tornillo sin fin con palas. Está formado por palas espaciadas en intervalos y dispuestas de tal manera que se oponen parcialmente al flujo de material lo que permite un mezclado moderado del material transportado. Se utiliza para transportar materiales ligeros, finos o granulares.  Tornillo sin fin de paletas plegadas y cortadas. La forma de las paletas hace que actúen como paletas propulsoras produciendo una reacción en cascada lo que provoca la

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agitación y aireación del material y consiguiendo un mejor mezclado Se utiliza para transportar materiales ligeros, finos o granulares.  Tornillo sin fin de paso corto. Se utilizan para el transporte inclinado de material en instalaciones con pendientes superiores a 20° e incluso verticales. Se utiliza ampliamente como alimentadores.  Tornillo sin fin de paletas cortadas con palas. Está formado por palas montadas a intervalos y dispuestas de tal manera que contrarrestan el flujo de material lo que permite mejorar el efecto de mezclado y agitación producido por las paletas.  Tornillo sin fin de palas. Está formado por cuchillas de acero que pueden estar montadas en un vástago que se inserta en el eje o fijadas al eje. Se utiliza para el mezclado o secado por agitación de materiales fluidos.  Tornillo sin fin de paletas distribuidas formando un cono. Se utiliza como alimentador desde tolvas de materiales grumosos y friables. Su configuración reduce el riesgo de que el material quede atrapado entre el canalón y el tornillo.  Tornillo sin fin de diámetro variable. Está formado por grupos de paletas de diferentes diámetros. Cada grupo de paletas puede tener un paso diferente o puede ser el mismo para todos. Se utiliza como alimentador, debido a que permiten regular el flujo de material.  Tornillo sin fin de paso escalonado. Está formado por grupos de paletas con pasos diferentes. Se utiliza casi exclusivamente como alimentador, siendo muy adecuado cuando la entrada de admisión es tres veces mayor que el diámetro del tornillo.  Tornillo sin fin de paso largo. Se utiliza ocasionalmente como agitador de líquidos o transporte rápido de materiales de baja densidad.  Tornillos sin fin de doble paleta. Está formado por dos conjuntos de paletas del mismo paso espaciadas 180°. Son muy útiles para ser utilizadas como alimentadores de elevadores de cangilones. El canalón no solo contiene y guía el flujo de material, sino que también contiene al tornillo. Existen diferentes tipos de canalones:  Canalón con pestañas o bridas. Consta de dos pestañas formadas a partir de la misma chapa del canalón que proporcionan una adecuada rigidez y resistencia.  Canalón con pestañas de hierro en ángulo. Consta de dos pestañas firmemente soldadas al canalón. Se utiliza en lugar del anterior cuando el material empleado para su fabricación se fractura al intentar doblarlo.  Canalón abocinado. Destinado a transportar materiales viscosos o pegajosos. Generalmente se usan con los tornillos tipo cinta.  Canalón tubular. Se utiliza exclusivamente en transporte vertical debido a que minimiza el retroceso del material. El canalón se cierra en la parte superior con una tapa que tiene como funciones principales el proporcionar la protección necesaria para evitar que las personas puedan entrar en contacto con las partes móviles de la instalación, el controlar la emisión de polvo y la protección del material o para el material que está siendo transportado. Los principales tipos de tapa son:  Tapa sencilla. Consta de chapas de acero lisas y pueden ser suministradas con pinzas de resorte, mordaza de tornillo o pernos.

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Tapa a dos aguas. Utilizadas principalmente en aplicaciones exteriores debido a su capacidad para evacuar agua. Tapa tipo aro. Es utilizada en los canalones con bridas para reducir la holgura que existe entre la tapa y el tornillo del alimentador y, por tanto, para mejorar la alimentación del material. Tapa con pestañas. Pestañas dispuestas en ángulo recto a lo largo de los lados con el fin de proporcionar una mayor rigidez.

T3. TORNILLOS SIN FIN. TORNILLOS SIN FIN FLEXIBLES. 12J2 Un tornillo sin fin flexible consiste en un tornillo fabricado en acero inoxidable o acero para muelles, contenido en un tubo de plástico rígido o flexible o en un tubo de acero rígido. Dicho tornillo es accionado por un motor situado normalmente en la zona de descarga del transportador. La entrada del tubo transportado está equipada con un adaptador de carga, una artesa en forma de U, que conecta a la salida de una tolva o directamente a la salida de un equipo de proceso tales como estación de descarga de sacos, descargador de super sacos, trituradora, etc. Entre el tornillo sin fin flexible y el tubo existe un ajuste holgado, de tal manera que cuando el tornillo gira este se autocentra dentro del tubo proporcionando una holgura entre el tornillo y las paredes del mismo. Este fenómeno permite que haya un espacio suficiente para que las paredes puedan transportarse sin sufrir daños. Las principales ventajas que ofrecen este tipo de tornillos sin fin son:  Transporte en cualquier dirección. Permite transportar materiales tanto de grandes dimensiones como de tamaño fino, verticalmente, horizontalmente o con cualquier tipo de inclinación.  Hermeticidad del producto a transportar. Previene la contaminación por parte de materiales pulverulentos mientras que mantiene los niveles de humedad y temperatura de los materiales transportados.  Fácil limpieza. Todas las caras interiores del transportador son lisas por lo que se limpian fácilmente.  Alta fiabilidad y bajo mantenimiento. Un tornillo sin fin flexible no necesita cojinetes, filtros, separadores, etc. en su interior.  Múltiple zonas de descarga.  Menor coste.

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T3. TORNILLOS SIN FIN. PARÁMETROS DE DISEÑO DE UN TORNILLO SIN FIN. 15J2 Flujo de material. El caudal de transporte de un tornillo sin fin expresado en (m3/h) se define como el volumen máximo por hora de carga que puede transportar: donde A es la sección de relleno o de trabajo del transportador (m2):

donde λ es el coeficiente de llenado y D es el diámetro nominal del tornillo (m). v es la velocidad lineal de desplazamiento del material (m/s) ) donde t es el paso del tornillo (m) y n es la velocidad de giro del tornillo (r.p.m.). k es el coeficiente de disminución del flujo de material que depende de la inclinación del tornillo sin fin. El flujo de material expresado en (t/h) se calcula mediante la siguiente expresión: donde ρ es la densidad del material transportado (t/me) El coeficiente máximo de llenado, λ, depende del rozamiento y de las propiedades de adherencia de los materiales transportados, del paso del tornillo y de la inclinación del eje. El diámetro del tornillo, D, depende del tamaño del material a transportar. Como mínimo debe ser 12 veces mayor que el tamaño de los pedazos a transportar cuando el material es homogéneo por su grosor y 4 veces mayor que el grosor máximo de los pedazos, cuando el material no es homogéneo por su grosor. El paso del tornillo, t, es más grande cuanto más ligero sea el material a transportar. La velocidad de giro del tornillo, n, depende de las propiedades físicas del material, y del diámetro del tornillo. Potencia de accionamiento. La potencia necesaria para el accionamiento del tornillo sin fin viene dada por la siguiente expresión: Donde PH es la potencia necesaria para el desplazamiento del material, PN es la potencia para el accionamiento del tornillo en vacío y PSt es la potencia requerida para un tornillo sin fin inclinado. La potencia necesaria para el desplazamiento del material (kW) se obtiene a partir de la expresión:

donde L es la longitud de la instalación (m) y Q es la capacidad de transporte de un tornillo sin fin (t/h). La potencia de accionamiento del tornillo sin fin en vacío (kW) es muy pequeña en comparación con la potencia necesaria para el desplazamiento del material:

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donde D es el diámetro del tornillo (m) y L es la longitud de la instalación (m). El valor de esta potencia es pequeño en comparación con la potencia necesaria para el desplazamiento del material. La potencia requerida para un tornillo sin fin inclinado (kW) se calcula a partir de la expresión:

donde H es la altura de la instalación (M) siendo positiva para los tornillos ascendentes y negativa en los descendentes. La potencia total necesaria (kW) es:

Deflexión del eje del tornillo. Una excesiva deflexión del eje puede provocar que este toque al canalón causando un desgaste prematuro del mismo y un incremento de la potencia/par requeridos. En aplicaciones estándares industriales se acepta que la deflexión del eje no exceda de ¼” (0,635 cm). La deflexión en la mitad del tornillo se puede calcular a partir de:

donde P es el peso total del tornillo (N), L es la longitud del tornillo (m), E es el módulo de elasticidad (N/m2) y I es el momento de inercia del eje (m4). T3. TORNILLOS SIN FIN. VENTAJAS E INCOVENIENTES DE LOSTORNILLOS SIN FIN. Las principales ventajas que ofrecen los tornillos sin fin son:  Extremadamente versátiles.  Compactos.  Diseño modular lo que facilita la instalación.  Permiten desplazar la carga por canalones horizontales y verticales.  Soportes o apoyos simples de fácil instalación.  Pueden utilizarse para el transporte de material a alta temperatura, polvoriento o nocivo, debido a que son fáciles de hermetizar.  Pueden transportar material hasta una distancia de 50 m me utilizando soportes intermedios.  Permite varias zonas de carga y descarga de material. Los principales inconvenientes son:  Tienen a machacar el material transportado por lo que no son adecuados cuando se quiere transportar material frágil o delicado.  No es aconsejable su utilización para el transporte de pedazos grandes.  Debido al rozamiento entre el material transportado y el canalón, los requerimientos de potencia son mayores que para otro tipo de transportadores como son las cintas transportadoras.  Pueden quedar restos de material transportado dentro del canalón lo que puede producir la contaminación o deterioro del material transportado posteriormente.  No son particularmente eficientes en el transporte de material en comparación con otro tipo de transportadores, debido a que el volumen de material que manejan es relativamente pequeño. 16

T4. CARRETILLAS ELEVADORAS. ELEMENTOS DE UNA CARRETILLA ELEVADORA. 15J1 / 16SO Se denominan carretillas automotoras de manutención a todas las máquinas que se desplazan por el suelo, de tracción motorizada, destinadas fundamentalmente a transportar, empujar, tirar, levantar, apilar y almacenar en estanterías cargas de cualquier naturaleza que se dirigen por un conductor que circula a pie cerca de ellas, o por un conductor llevado en un puesto de conducción especialmente acondicionado, fijado al chasis o elevable de las mismas. Los elementos que configuran una carretilla elevadora son:  Bastidor. Estructura sobre la cual se instalan los diversos elementos de la carretilla como el motor, los componentes hidráulicos (bomba, distribuidor, canalizaciones y accesorios) y el conjunto elevador.  Contrapeso. Masa fijada a la parte posterior del bastidor, destinada a equilibrar la carga.  Protección del conductor. Es un elemento de resistencia que protege al conductor frente a la caída de la carga o al vuelco de la carretilla. Puede estar cubierto de una superficie de vinilo que protege al conductor contra las inclemencias del tiempo.  Tablero portahorquillas o portacargas. Es un elemento rígido situado en la parte anterior del mástil que se desplaza junto con la plataforma de carga. Con este tablero se consigue ampliar la superficie de apoyo de las cargas impidiendo que la misma pueda caer sobre el conductor.  Horquillas. Son el accesorio más corriente para transportar la carga. Sus dimensiones son función de la capacidad nominal de la carretilla en la que van montadas y se calculan teniendo en cuenta que las elevaciones de la carga se han de hacer con las dos horquillas a la vez. Por ese motivo  no deben hacerse elevaciones con una sola horquilla, ya que con ello se las somete a un esfuerzo para el que no han sido calculadas.  no deben hacerse elevaciones de cargas que sobrepasen la capacidad nominal de la carretilla, por el mismo motivo.  no deben hacerse reparaciones a soplete, que modificarían el tratamiento térmico del acero, produciendo un deterioro de sus cualidades.  cuando, por cualquier circunstancia, deban cambiarse hay que hacerlo por pares, para que las deformaciones por fatiga sean del mismo orden y no se cargue más una que otra, con el consiguiente peligro de desnivelación y rotura.  Luces. Son necesarias para anunciar la presencia de la carretilla en puntos conflictivos como son intersecciones con poca visibilidad. El sistema de señalización luminosa debe ir acompañado de un avisador acústico.  Mástil. Es un montaje fijo en el que deslizan directamente el tablero portahorquillas o uno o varios montantes móviles. Los mástiles pueden ser:  Mástil no telescópico: mástil compuesto únicamente por un montante fijo. 17

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Mástil telescópico: mástil compuesto por un montante fijo y uno o varios montantes móviles. Dentro de este tipo se encuentran:  Mástil doble (telescópico simple): mástil compuesto por un montante fijo y uno móvil.  Mástil triple: mástil compuesto por un montante fijo y dos móviles.  Mástil cuádruple: mástil compuesto por un montante fijo y tres montantes móviles. Cilindro de elevación. Cilindro que hace elevar, bien por medio de cadenas o cables, bien directamente, el tablero portacargas. Este cilindro puede ser:  Cilindro de elevación simple: cilindro de un único vástago utilizado para la elevación de la carga.  Cilindro de elevación telescópico: cilindro compuesto de varios vástagos concéntricos que se elevan uno a continuación de otro. Cilindro de inclinación. Cilindro que hace inclinarse el tablero portacargas. Eje motriz y eje directriz. Como en un vehículo automóvil, hay dos ejes, uno motor o motriz y otro director o directriz. La diferencia reside en que el eje motor se encuentra en la parte delantera (tracción delantera) y es fijo, mientras que el eje director (o rueda directriz) se encuentra siempre en la parte posterior. Esta localización del eje directriz reduce los radios de giro de la carretilla.

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T4. CARRETILLAS ELEVADORAS. TIPOS DE CARRETILLAS DE MANUTENCIÓN SEGÚN LA NORMA UNE 58-408-91. CLASIFICACIÓN. 14SR / 15SR / 16J2 Dependiendo del modo de acción. Atendiendo al modo de acción, las carretillas de manutención automotoras se pueden clasificar en los siguientes tipos:  Carretilla portadora. Es aquella que lleva su carga sobre una plataforma fija o sobre un equipo no elevador.  Carretilla tractora. Es aquella que rueda por el suelo y está provista de un sistema de enganche que permite tirar de otros vehículos que ruedan sobre este tipo de superficie.  Empujador. Tractor que está provisto de un tope delantero que puede empujar vehículos que ruedan sobre el suelo o sobre una vía férrea.  Carretilla elevadora. Es aquella que es capaz de elevar, bajar y transportar cargas. Las carretillas elevadoras se clasifican, a su vez en:  Carretilla apiladora o de gran elevación. Es aquella que está provista de una plataforma, horquilla u otro equipo porta-carga que permite elevar una carga, paletizada o no, a una altura suficiente para permitir su apilado y desapilado o su estiba y desestiba en estanterías. Dentro de este tipo de carretillas se encuentran:  Carretilla de horquilla en voladizo. Está provista de una horquilla sobre la que la carga, paletizada o no, está situada en voladizo con relación a las ruedas y está equilibrada por el peso propio de la carretilla.  Carretilla de mástil u horquilla retráctil. De largueros portantes y la carga puede estar situada en voladizo por avance del mástil, del tablero porta-horquilla o de los brazos de horquilla.  Carretilla de horquilla recubriendo los largueros. De largueros portantes provista de una horquilla cuyos brazos recubren los largueros.  Carretilla de plataforma recubriendo los largueros. De largueros portantes provista de una plataforma que recubre los largueros.  Carretilla de puesto de conductor elevable. El conductor se eleva con el órgano portador de carga para facilitar el almacenamiento en estanterías elevables.  Carretilla de toma lateral por un solo costado. Carretilla de horquilla cuyo mástil retráctil, situado entre los ejes y perpendicular al eje longitudinal de la carretilla, permite tomar y elevar una carga en voladizo con relación a un costado de la carretilla y situarla sobre la plataforma portante de la carretilla.  Carretilla todo terreno. Carretilla elevadora en voladizo, concebida especialmente para funcionar sobre suelos naturales, así como sobre terrenos no nivelados.

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Carretilla de toma lateral por los dos costados. Carretilla elevadora apiladora con mástil frontal capaz de estibar y desestibar carga lateralmente, por los dos costados.  Carretilla de toma lateral y frontal. Carretilla elevadora apiladora de mástil frontal capaz de estibar y desestibar cargas frontalmente y lateralmente por los dos costados.  Carretilla pórtico elevadora apiladora. Carretilla elevadora cuyo bastidor y órgano elevador mantienen entre las patas la carga para elevarla, desplazarla o apilarla.  Carretilla elevadora no apiladora o de pequeña elevación. Carretilla de manutención provista de una plataforma o de unos brazos de horquilla y que puede elevar su carga a la altura justa suficiente para permitir su transporte. Dentro de este tipo de carretillas se encuentran:  Carretilla para paletas (transpaletas). Carretilla elevadora no apilable, provista de brazos de horquillas portantes.  Carretilla de plataforma. Carretilla elevadora no apilable con conductor acompañante o montado, provista de una plataforma u otra estructura, para el transporte de plataformas de carga.  Carretilla pórtico elevadora no apiladora. Carretilla elevadora cuyo bastidor y órgano elevador mantienen entre las patas la carga para elevarla y desplazarla.  Carretilla de puesto de conductor elevable sin dispositivo de carga. Carretilla elevadora que lleva puesto un conductor que se eleva con la plataforma o brazos de horquilla y que permite al operador la carga y descarga de mercancías de las estanterías. Dependiendo de la fuente de energía. Dentro de este tipo se encuentran:  Carretilla térmica:  Gasolina.  Gas licuado del petróleo (GLP).  Diesel.  Carretilla eléctrica:  Batería.  Fuente de corriente exterior.  Carretilla térmica-eléctrica. Dependiendo de la naturaleza de las ruedas. Dentro de este tipo se encuentran:  Ruedas de neumáticos inflables. Amortiguan los golpes y vibraciones, protegen el suelo y su marcha es silenciosa. Se pueden pinchar y hay que cuidar que la presión de inflado sea correcta.  Ruedas de bandajes macizos con sección de neumático. Tienen buena amortiguación, pero no soportan cargas muy elevadas.  Ruedas de bandaje macizo. Para cargas elevadas.  Ruedas de bandaje metálico. Para cargas muy elevadas. 20

Dependiendo del modo de conducción. Este puede ser:  Con conductor sentado.  En el sentido de la marcha.  De costado.  Con conductor de pie.  En el sentido de la marcha.  De costado.  Con conductor a pie o conductor acompañante.  Sin conductor. Dependiendo del modo de desplazarse. Este puede ser:  Desplazamiento libre.  Desplazamiento unidireccional. Según el eje longitudinal de la carretilla.  Desplazamiento bidireccional. Según el eje longitudinal de la carretilla o el eje perpendicular a la misma.  Desplazamiento multidireccional.  Desplazamiento guiado. Según un recorrido delimitado por medios exteriores.  Desplazamiento libre o guiado. Los fabricantes clasifican las carretillas elevadoras dependiendo de sus características individuales. Existen siete clases de carretillas elevadoras:  Clase 1: motor eléctrico, asiento para conductor, carretillas elevadoras en voladizo (ruedas macizas y neumáticas).  Clase 2: motor eléctrico, carretillas para pasillos estrechos (ruedas macizas).  Clase 3: motor eléctrico, manuales o con conductor (ruedas macizas).  Clase 4: motor de combustión interna (ruedas macizas).  Clase 5: motor de combustión interna (ruedas neumáticas).  Clase 6: motor eléctrico y de combustión interna (ruedas macizas y neumáticas).  Clase 7: carretillas elevadoras para terrenos difíciles (ruedas neumáticas).

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T4. CARRETILLAS DE MANUTENCIÓN. ESTABILIDAD DE UNA CARRETILLA ELEVADORA. 12J1 / 12SR / 16J1 Se denomina estabilidad a la facultad que tiene una carretilla de mantenerse en correcto equilibrio estático y dinámico sobre su tren de rodaje sin perder su carga. El estudio de la estabilidad de una carretilla elevadora, tanto si está cargada como descargada, es fundamental para poder realizar las operaciones de una manera segura. La estabilidad depende de varios factores:  La distancia entre el eje delantero y trasero (batalla).  La distancia entre las ruedas de un mismo eje (vía).  La altura.  La distribución de peso de la carga.  La posición del contrapeso. Superficie de apoyo. Para determinar la estabilidad de una carretilla elevadora es necesario considerar los puntos de apoyo y su forma. Estos dependen del tipo de carretilla:  Carretilla elevadora de tres ruedas. Los puntos de apoyo son las ruedas de la carretilla, de tal manera que la superficie de apoyo tiene forma triangular.

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Carretilla elevadora de 4 ruedas equipada con eje de dirección pendulante. En estas carretillas el eje trasero se encuentra anclado al contrapeso o al chasis en su parte central, lo que permite ciertas oscilaciones que son necesarias para evitar obstáculos. Esto hace que el punto de apoyo real en la parte trasera de la carretilla sea este punto de pivotamiento. Po tanto, el número de apoyos es tres, el punto de pivotamiento en el eje trasero y los dos puntos de contacto de las ruedas del eje delantero. Esto hace que la superficie de contacto sea un triángulo.  Carretilla elevadora equipada con eje direccional tándem. En este tipo de carretillas se puede considerar que el eje trasero es rígido, por lo que los puntos de apoyo son los puntos de contacto de las ruedas de este eje con el suelo, por tanto la superficie de contacto es un trapecio. La ventaja que presentan estas carretillas frente a las anteriores es que se mejora la estabilidad lateral. Triángulo de estabilidad. Casi todas las carretillas elevadoras se apoyan sobre tres puntos. Los dos primeros puntos corresponden a las ruedas situadas sobre el eje delantero y el tercer punto corresponde a la

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rueda central trasera (rueda directriz) o al punto de apoyo del eje directriz en las convencionales de cuatro ruedas. Si se une estos tres puntos con líneas imaginarias, se forma un triángulo que se denomina triángulo de estabilidad. Cuando el vehículo se carga, el centro de gravedad de este se desplaza hacia la línea BC. Teóricamente, la carga máxima que puede transportar el vehículo será aquella para la que el centro de gravedad se sitúe sobre esta línea. En la práctica y por cuestiones de seguridad, el centro de gravedad nunca debe situarse sobre la línea BC. La estabilidad de una carretilla depende de los siguientes factores:  La altura a la que se encuentra la carga.  La posición del centro de gravedad del vehículo sin carga.  La posición del centro de gravedad del vehículo más la carga. Su valor depende de donde esté situado el centro de gravedad de la carga. Dependiendo de esto, las carretillas elevadoras pueden ser:  Contrapesadas. El centro de gravedad de la carga se encuentra fuera del triángulo de estabilidad o polígono de sustentación.  Apiladoras. El dentro de gravedad de la carga se encuentra dentro del triángulo de estabilidad.  Retractiles. El centro de gravedad puede estar dentro o fuera del triángulo de estabilidad. Junto a este centro de gravedad se define la línea de acción, que es la línea vertical que pasa por él. Si la línea de acción del vehículo, o centro de carga, cae dentro del triángulo de estabilidad, entonces el vehículo es estable, y no volcará. Sin embargo, si la línea de acción cae fuera del triángulo de estabilidad, el vehículo no es estable y volcará.  Las fuerzas dinámicas.  Las operaciones de inclinación.  El valor de la carga. Estabilidad longitudinal. El estudio de la estabilidad longitudinal de una carretilla elevadora permite determinar si esta va a volcar hacia delante o no. En este caso, el punto de equilibrio se sitúa en el contacto de las ruedas delanteras con el pavimento (línea BC). La carretilla es estable longitudinalmente si el momento generado por el vehículo es superior al momento generado por la carga respecto del eje delantero BC. De tal manera que el vehículo es tanto más estable cuanto mayor sea esta diferencia. El estudio de la estabilidad longitudinal de una carretilla pasa por analizar las dos situaciones siguientes:

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Estabilidad longitudinal en el apilado. Durante las operaciones de apilado, la carretilla no se desplaza o lo hace muy lentamente por lo que las aceleraciones a las que está sometida el vehículo y la carga se pueden considerar nulas o despreciables. El equilibrio de momentos que se tiene es: Se observa que la estabilidad longitudinal es independiente de la altura a la que se encuentra la carga. Estabilidad longitudinal durante el desplazamiento. Durante el desplazamiento, la carretilla puede estar sometida a aceleraciones o desaceleraciones, que hacen que aparezcan dos nuevos tipos de fuerzas longitudinales I1 e I2, aplicadas en el centro de gravedad de la carga y de la carretilla, respectivamente, y que corresponden con las fuerzas de inercia. Si la carretilla se desplaza hacia delante y frena, o se desplaza hacia detrás y acelera, la dirección de las fuerzas de inercia es hacia delante. El equilibrio de momentos será: En el caso de que la carretilla se desplace hacia delante y acelere. O hacia atrás y frene, las fuerzas de inercia que aparecen es hacia atrás y el equilibrio de momento es:

La situación más desfavorable es cuando la carretilla se desplaza hacia delante y frena o hacia atrás y acelera. Además, cuánto más alta está la carga, peor es la estabilidad de la carretilla. Estabilidad lateral. El estudio de la estabilidad lateral de una carretilla elevadora permite determinar si esta va a volcar lateralmente o no. En este caso, el eje de equilibrio se sitúa en el punto de contacto de la rueda de un lado con el punto de apoyo trasero (línea AB o línea AC).  Estabilidad lateral en el apilado. Durante las operaciones de apilado, la carretilla no se desplaza o lo hace muy lentamente por lo que las aceleraciones a las que está sometida el vehículo y la carga se pueden considerar nulas o despreciables. Las fuerzas que actúan son la fuerza debida al peso de la carga y la fuerza debida al peso del vehículo en vacío, es decir, sin carga. Si la carga está centrada y el mástil está en 24

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posición horizontal, la carretilla es estable y no vuelca lateralmente. A medida que el mástil se inclina hacia atrás, el centro de gravedad total de la carretilla se desplaza en esta misma dirección provocando que las ruedas delanteras se descarguen y puede llegar un momento en que todo el peso esté soportado por la rueda trasera de modo que se pasa de una línea de giro (línea BC) a un punto (punto A), por lo que la carretilla se hace inestable lateralmente. Si la carga está descentrada, el centro de gravedad total de la carretilla se desplaza y puede ocurrir que caiga fuera del triángulo de estabilidad, provocando que la carretilla vuelque lateralmente. Estabilidad lateral durante el desplazamiento de la carretilla. Durante el desplazamiento en curva aparecen unas fuerzas centrífugas I`1 e I`2, aplicadas en el centro de gravedad de la carga y de la carretilla, respectivamente. El equilibrio de momentos con respecto a la línea de vuelco es:

Para la misma carga situada a la misma altura, la carretilla es capaz de soportar mayores esfuerzos laterales sin que vuelque. Los parámetros que influyen negativamente en la estabilidad lateral de la carretilla son:  La velocidad en curvas. Cuanto mayor es la velocidad, mayor son las fuerzas centrífugas generando un par mayor, y por tanto, la carga que es capaz de soportar la carretilla es menor.  La altura de la carga. A mayor altura de la carga, mayor es la distancia L`1, mayor es el par que se genera y, por tanto, la carga que es capaz de soportar la carretilla es menor.  Estas situaciones se agravan si la carga está descentrada hacia el interior de la curva porque disminuye la distancia L`, provocando una disminución del par generado por la carga.

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T4. CARRETILLAS DE MANUTENCIÓN. VELOCIDADES LÍMITE DE VUELCO Y DERRAPE. 12J2 / 12SO / 13J1 / 13SO / 14SO / 16SR Cuando una carretilla describe una trayectoria curva, la fuerza centrífuga, que actúa sobre su centro de gravedad a una altura h desde la superficie de rodadura, origina un esfuerzo lateral, que debe ser compensado por las fuerzas de adherencia que aparecen entre las ruedas y el suelo, y por un momento de vuelco. Al aumentar la velocidad, se incrementan ambos efectos por lo que la carretilla puede perder su trayectoria si la adherencia transversal es sobrepesada, o volcar, cuando la velocidad alcance ciertos valores límite. Para obtener una primera aproximación sobre las velocidades límite de derrape y de vuelco se considera que la suspensión es rígida o, lo que es lo mismo, que el desplazamiento del centro de gravedad, debido a la flexibilidad de la suspensión, es despreciable. También se considera que la calzada en curva dispone de un peralte definido por el ángulo de inclinación Ϛ respecto a la horizontal. Se puede considerar un modelo bidimensional de una carretilla con las fuerzas que actúan en el centro de gravedad (peso y fuerza centrífuga) y las fuerzas que actúan en la superficie de contacto de las ruedas con el suelo. Si se aplica equilibrio de fuerzas en las direcciones “y” y “z” se obtiene que:

Además, se considera que: y que la fuerza centrífuga tiene por valor:

donde μ es la adherencia entre rueda-suelo, V es la velocidad de la carretilla, g la aceleración de la gravedad, R el radio de la curva y P es el peso total de la carretilla más la carga. Si se introduce en las ecuaciones anteriores, el valor de la velocidad resultante es:

Si μy = μy max, (máxima adherencia entre rueda-suelo) se obtiene el valor de la velocidad límite de derrape:

Si la curva no está peraltada (Ϛ=0), esta velocidad tiene el valor de:

Por otra parte, la condición límite de vuelco se produce cuando la resultante FR de las fuerzas que actúan sobre el centro de gravedad del vehículo (peso y fuerza centrífuga) corta a la superficie de rodadura en el punto exterior de la huella de contacto del neumático exterior. La condición de vuelco se puede expresar como:

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Introduciendo el valor de la fuerza centrífuga, FC, en la ecuación anterior, y despejando el valor de la velocidad, V, se obtiene el valor de la velocidad límite de vuelco:

Para el caso de peralte nulo:

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T4. CARRETILLAS ELEVADORAS. PALETS. 14J1 El palet es una plataforma de almacenamiento, de manutención y de transporte, que soporta los embalajes y los constituye en una unidad de carga. La operación de cargar mercancías sobre un palet se denomina paletización. El palet puede ser manipulado por las carretillas elevadoras o transpalets. Las ventajas que ofrece la operación de paletización son:  Facilita las operaciones de manipulación.  Facilita la provisión de mercancías.  Protege y asegura la estabilidad de la carga. Esta carga se mantiene en el palet gracias a diferentes dispositivos como son:  Contenedores metálicos.  Bandas con film de plástico estirable.  Bolsas retráctiles.  Hojas, mallas o redes.  Cantoneras acartonadas para reforzar las esquinas.  Cercos plegables de madera. Los elementos de que se compone un palet son:  Plancha superior.  Tacos.  Travesaño.  Viga.  Pie del palet.  Piso inferior.

La plancha superior. Es el piso superior del palet y está compuesto de varias tablas o de un piso ciego (cuando el espacio entre las tablas es de entre 1 y 5 mm). las tablas superiores de un mismo palet tienen todas el mismo largo y el mismo espesor, pero pueden tener anchos diferentes. Los tacos. El taco, cubo o bloque está situado entre las planchas superior e inferior y generalmente tiene forma rectangular aunque puede ser cilíndrico si es de madera aglomerada. Un palet de tacos permite el paso de las palas de un transportador tanto en el sentido del largo como en el sentido del ancho. Generalmente los palets están formados por 9 tacos aunque también existen de 4, 6 o 12. Los tacos son clavados en el sentido inverso a las fibras de madera para una mejor resistencia. Los travesaños. Son elementos colocados entre los tacos y el piso superior. Puede ser:  Tallados, que permiten el paso de las palas de una carretilla o transpaler tanto en lo largo como en lo ancho.  No tallados, que no permiten el paso de las palas de carretilla o transpalet a lo largo o a lo ancho. 28

La viga. En palets que no tienen tacos, la función de estos la desarrolla la viga, travesaño o larguero. Los palets sin tacos pueden estar compuesto de:  2 largueros, para palets de pequeñas dimensiones.  3 largueros, que son los más habituales.  De más de 3 largueros, para palets de grandes dimensiones (1,5-2,5 m) El pie del palet. En un palet de tacos, el piso inferior está compuesto por tablas que se llaman patines o pie de palet. Estas tablas generalmente están colocadas en el sentido del largo del palet, aunque también lo pueden estar en el sentido del ancho. Un palet puede tener 3, 5 o 7 patines. El piso inferior. Puede estar formado por tablas inferiores o bien por patines, como es el caso de los palets de tacos sin piso inferior. Tipos de palets. Dependiendo del tipo de material de que está construido el palet, este puede ser de madera, metal, aluminio, plástico, cartón, etc. Dependiendo de su forma pueden ser:  Palets con tacos.  Palets de 2 entradas.  Palets de 4 entradas.  Palets reversibles.

Las dimensiones de un palet vienen dadas por su ancho y por su largo:  El ancho de un palet denominado A, corresponde al ancho más grande, es decir, si las planchas desbordan, se considera el ancho hasta el desborde.  El largo del palet, denominado l, corresponde al largo más grande del palet, es decir, si las planchas desbordan se considera el largo hasta el nivel de desborde. Las dimensiones de un palet (en mm) más habituales son:  800 x 1200 todos los productos de gran consumo. Se denomina europalet o palet europeo.  1000 x 1200 para productos líquidos. A veces se llama palet americano.  600 x 800 utilizado para productos ultramarinos.  600 x 1000 utilizado de forma menor para liquidos.

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T5. CABLES Y POLEAS. COMPONENTES Y ESTRUCTURAS DE LOS CABLES. 13SO / 15SO Un cable metálico está constituido por un conjunto de alambres retorcidos helicoidalmente, que constituyen una cuerda metálica, apta para resistir esfuerzos de tracción con apropiadas cualidades de flexibilidad. Un cable metálico está formado por tres componentes básicos:  Alambres.  Cordones.  Alma. Los alambres que forman el cordón son las unidades básicas de la construcción del cable metálico. Se enrollan alrededor de un centro, de una determinada manera en una o más capas, de manera que forman lo que se denomina cordón. Los cordones son las estructuras más simples que pueden construirse con alambres y almas. Se forman trenzando, en una o varias capas superpuestas, los alambres apoyándolos sobre un alma, o bien sin alma. El alma tiene como función principal proveer apoyo a los cordones. Gracias a ello el cable se mantiene redondo y los cordones adecuadamente posicionados durante la operación. Las almas más comunes son las llamadas almas textiles o de fibra. Existen dos tipos de almas de fibra:  Alma de fibras sintéticas (polipropileno).  Alma de fibras naturales (sisal). Debido a las grandes presiones que los cordones ejercen sobre el alma, es necesario, en ciertos casos que la misma sea de tipo metálico en lugar de textil, evitándose así las deformaciones por aplastamiento. También se utiliza este tipo de alma en aquellos casos en que el cable deba trabajar en un ambiente sometido a temperaturas elevadas, lo que puede ocasionar deterioros en las almas textiles. Existen dos tipos de almas de acero:  Alma de acero de un cordón. Se utiliza solamente en los cables de diámetro de hasta 6 mm y en los cables antigiratorios.  Alma de acero de cable independiente. Es un cable independiente que funciona como alma del cable principal. Los cables también pueden estar formados por cabos que se componen de varios cordones agrupados en torno a un alma secundaria, que después se utiliza para configurar otras estructuras más complejas. Las estructuras de los cables se pueden clasificar, atendiendo a su grado de complejidad, en tres grandes grupos: 1. Cables formados por un solo cordón (monocordones). 2. Cables formados por varios cordones (cables de cordones). 3. Cables formados por varios cables (cabos). Los cables monocordones están formados por un cordón, enteramente metálico, y cuyo número de alambres suele ser a veces muy elevado. Dentro de este tipo de cables se encuentran los:

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Espiroidales. Son los cables con forma circular. Las composiciones que más se emplean son:  1 + 6 + 12………………….19 alambres.  1 + 6 + 12 + 18…………..37 alambres.  1 + 6 + 12 + 18 + 24……61 alambres Cuando se desea aumentar su resistencia a la abrasión, este tipo de estructuras se construyen de manera que los alambres de la capa exterior sean de mayor diámetro que los del interior. Semicerrados. Están formados por una agrupación central de hilos redondos, cubiertos por una capa exterior, en la que se alternan los alambres de forma especial en X y los de forma circular.

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Cerrados. El conjunto central de alambres redondos se cubre con una capa de hilos especiales en forma de Z, o por dos capas en forma trapezoidal y con alambres en forma de Z. Este tipo de cables no se utilizan para formar estructuras más complejas, ya que ellos mismos constituyen por sí mismos el cable definitivo. Los cables de cordones son los más empleados en la práctica y pueden tener la estructura formada por una o varias capas de cordones que envuelven un alma textil o metálica. El diseño de los cordones afecta a las características mecánicas, como son la resistencia a la fatiga y la resistencia a la abrasión. Como regla general, un cable que tiene cordones hechos con poca cantidad de alambres grandes, va a ser más resistente a la abrasión y menos resistente a la fatiga. En cambio un cable del mismo diámetro pero construido con cordones con muchos alambres pequeños, va a ser menos resistente a la abrasión y más resistente a la fatiga. La estructura transversal de los cordones está relacionada con el sistema de trenzado longitudinal de sus alambres, correspondiendo a los cordones que tiene todos sus alambres iguales, el sistema de trenzado llamado de ángulos iguales, y a los cordones con alambres diferentes, el trenzado denominado de pasos iguales. Las construcciones básicas de los cordones son:  Cordón común de capa simple. El ejemplo más común es el cordón de siete alambres (1 + 6 = 7). Tiene un alambre central y seis alambres del mismo diámetro que lo rodean. 

Cordón Seale. La última capa tiene los alambres de gran diámetro y, por lo tanto, posee una gran resistencia a la abrasión. La composición más común es 1 + 9 + 9 = 19.

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Cordón filler o de relleno. Tiene entre dos capas de alambres, otros hilos más finos que rellenan los espacios existentes entre las mismas. Se utiliza cuando se requieren cables de mayor sección metálica y con buena resistencia al aplastamiento. La composición más común es: 1 + 6/6 + 12 = 25. 31

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Cordón Warrington. Tiene una capa exterior formada por alambres de dos diámetros diferentes, alternado su colocación dentro de la corona. El tipo de cordón más usado es: 1 + 6 + 6/6 = 19.

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Cordón Warrington Seale. Es una combinación de los anteriores y conjuga mejores características de ambas: la conjunción de alambres finos interiores aporta flexibilidad, mientras que la última capa de alambres relativamente gruesos, aportan resistencia a la abrasión. La construcción más usual es: 1 + 7 + 7/7 + 14 = 36. La estructura de cable más empleada es la de 6, porque este número da lugar a un cable bastante redondo y con una superficie de apoyo más amplia por lo que las presiones son bajas. A parte de los cordones cilíndricos también existen cordones de perímetro triangular y elíptico, cuyas estructuras fueron ideadas con el fin de conseguir un mejor asiento de los mismos en las gargantas de las poleas, aminorándose los efectos de la presión de apoyo, por lo que resisten mejor las fatigas de magullamiento y las presiones laterales que suelen producirse en las poleas de adherencia. Los cables de cabos son estructuras de cables de composición múltiple o cables guardines, y también la de los cables llamados planos. Las estructuras de los cables guardines se obtienen agrupando 6 cables, que en este caso se llaman cabos, en torno a un alma principal, la cual puede ser textil o estar construida por un séptimo cable de igual composición que la de los cables exteriores. La estructura de los cables planos es obtenida por la yuxtaposición rectilínea de varios cabos de cuatro cordones cada uno, enlazados mediante una costura hecha con alambres sueltos o con un cordoncillo flexible de acero. La costura se ejecuta a mano y puede ser sencilla o doble. El número de cabos es siempre par y oscila entre 6 y 12. Estos son trenzados, alternativamente, a la derecha y a la izquierda con el fin de contrarrestar la tendencia a girar del conjunto y evitar así su alabeo.

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T5. CABLES. SISTEMA DE TRENZADO. TORSIÓN. PREFORMACIÓN. 14J2 Hay dos aspectos relacionados con la torsión del cable. El primero de ellos se refiere específicamente al sentido de la torsión, es decir si se está hablando de una hélice dextrógira o una hélice levógira. El segundo aspecto, es una distinción descriptiva de la posición relativa de los alambres en el cordón y de los cordones en el cable. En la torsión llamada regular, los alambres están torcidos en sentido opuesto al del cordón en el cable. En la torsión llamada lang, los alambres respecto a los cordones y los cordones respecto al cable, tienen el mismo sentido de torsión. Los cables de torsión lang resisten mejor la abrasión, pero tienen varias limitaciones de uso, principalmente una marcada tendencia a destorcerse, por lo cual deben trabajar siempre con cargas guiadas (que no pueden girar)

El preformado es un proceso que se lleva a cabo en la etapa de cableado y que consiste en dar a los cordones la forma helicoidal que van a tener cuando el cable esté terminado. Este proceso facilita su manipulación y mejora significativamente muchas de sus propiedades. Las cualidades superiores de los cables preformados son el resultado de que tanto los cordones como los alambres, están en una posición de descanso en el cable, lo cual minimiza las tensiones internas. Hoy en día, el preformado es un proceso prácticamente estándar en la fabricación de cables. Los cables no preformados se fabrican solamente bajo pedido especial. Las ventajas del cable preformado son:  Mayor resistencia a la fatiga por flexión. El cable preformado, al no tener que vencer las tensiones internas del mismo, precisa menor esfuerzo para conseguir su adaptación a un diámetro determinado, lo que permite enrollarlo en las poleas un número de veces mayor que otro cable corriente del mismo diámetro, composición y calidad, trabajando sobre las mismas poleas y en iguales condiciones de carga y trabajo.  Mayor duración del factor de seguridad. Como quiera que la carga se distribuye más uniformemente, los cables preformados realizan el servicio con mayor seguridad, conservando el factor de seguridad durante más tiempo.  Más resistentes a sacudidas y vibraciones.  Menor tendencia a girar sobre sí mismos.  Los alambres exteriores no saltan al romperse; se evitan daños en las poleas y en el cable mismo.  No tienden a formar cocas, no se enredan no se ensortijan. Esto permite realizar su instalación con más rapidez y facilidad.  Las puntas no se abren al quitarles las amarras.

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T5. CABLES Y POLEAS. SOLICITACIÓN DE UN CABLE. 12SO / 16J1 El estudio de la resistencia de un cable pasa por analizar si es capaz de soportar las cargas a las que está sometido durante su funcionamiento en servicio. Las solicitaciones a las que está sometido el cable son:  Extensión.  Encurvación.  Estrepada.  Abrasión.  Corrosión. Esfuerzo de extensión. Un cable se alarga cuando se encuentra sometido a una tensión de tracción, σcable:

donde P es la carga que soporta el cable, expresado en N, y d su diámetro, en m. Al iniciarse el movimiento de elevación se genera una tensión dinámica, σcable,d, de valor:

donde γ es la aceleración (m/s2), g es la aceleración de la gravedad (m/s2). La aceleración puede determinarse mediante la siguiente expresión:

donde V es la velocidad de funcionamiento (m/s), y e es el espacio recorrido por la carga desde la velocidad cero a la de funcionamiento (m). El esfuerzo total de alargamiento es, por tanto: Todos los cables se alargan cuando son sometidos a un esfuerzo de tracción. Este alargamiento está integrado por tres elementos:  El primero depende de la elasticidad del acero empleado.  El segundo es originado por el efecto del asentamiento de los alambres y cordones en el cable.  El tercero es debido a la extensión térmica. De tal manera que el alargamiento total del cable es: El alargamiento elástico es transitorio y desaparece al cesar la acción de la carga que lo producía, y puede calcularse si se conoce el módulo de elasticidad aparente del cable. El alargamiento elástico del cable se calcula según:

donde σcable es la carga de trabajo en MPa, L es la longitud total del cable en m y Ea es el módulo de elasticidad del cable en GPa. En general, los cables se alargan y acortan elásticamente de tal manera que los tirones del cable serán mucho mejor absorbidos cuanto más débil sea su módulo de elasticidad aparente, siendo conveniente utilizar cables de módulo de elasticidad bajo cuando estos se tengan que emplear en condiciones duras de trabajo. En cambio, en instalaciones fijas (como cables vientos, tirantes para hormigón pretensado, etc.), donde la flexibilidad no tiene tanta 34

importancia debido a que dichos cables no se enrollan sobre tambores ni se pliegan sobre poleas, se procurará utilizar cables de módulo de elasticidad lo más alto posible. El alargamiento de asentamiento, denominado también de puesta en servicio, es un alargamiento permanente que puede ser estimado en un 2 por mil a un 4 por mil, dependiendo de los tipos de cable y de su construcción. Ese alargamiento continúa hasta alcanzar valores comprendidos entre el 5 por mil y el 8 por mil de su longitud total, cuando se retira el cable de servicio. Ordinariamente el alargamiento de puesta en servicio se completa a los 3 o 4 meses. En general, este alargamiento depende de muchos factores. Los más importantes son el tipo y construcción del cable, el rango de cargas aplicadas y la cantidad y frecuencia de los ciclos de operación. Es conveniente, para contrarrestar este alargamiento, disponer en las instalaciones de adecuados mecanismos que regulen la longitud de los cables, con lo que se pueden evitar las constantes interrupciones del servicio que originaría la necesidad de acortarlos. El alargamiento por dilatación térmica viene dado por la siguiente expresión: donde αT es el coeficiente térmico del cable, cuyo valor es 12,5x10-6 °C-1, ΔT es el gradiente de temperatura al que está sometido el cable en °C y L es la longitud del cable en m. Esfuerzo de encurvación. Las tensiones de encurvación se producen al pasar el cable por la polea y el tambor. En este caso, el cable está sometido a una fatiga de flexión de valor:

donde Ea es el módulo de elasticidad del material del cable (N/m2), dh es el diámetro del hilo (m) y D es el diámetro de la polea (m). La fatiga a flexión es tanto más importante cuanto más rígido sea el cable. Rigidez y flexibilidad son cualidades opuestas. La flexibilidad es la facilidad que presenta el cable al ser doblado, cualidad que aumenta a igualdad de sección metálica en proporción con el número de alambres y cordones del cable e implica, por tanto, una disminución del diámetro de los mismos. Es decir, cuanto más delgados sean estos, tanto mayor será la flexibilidad del cable, y cuanto más gruesos mayor será la rigidez. Por otra parte, en la flexibilidad del cable influyen el número de almas textiles y el tipo de cableado de los alambres y cordones: un cable es tanto más flexible, a igualdad de diámetro, cuanto más elevada sea la relación entre la sección de textil y la total del cable, e igualmente hay mayor flexibilidad a igualdad de composición en un cable de cableado Lang que en un cable de cableado cruzado. La preformación también influye en la flexibilidad; un cable preformado es más flexible que cualquier otro cable que no lo sea. Por último, los cables construidos con aceros de resistencia más elevada son más rígidos que los que se construyen con aceros de menor resistencia. Por tanto, la flexibilidad de un cable depende de:  El grueso de los alambres del cable.  Su sección textil.  El tipo de su cableado.  Su preformación.  La naturaleza del acero empleado. 35

Por consiguiente, la fatiga por flexión de un cable será menor si se eligen estructuras:  De alambres numerosos.  De almas textiles en los cordones.  De cableado Lang y preformadas con aceros de baja resistencia específica. En los cables estáticos, es decir, en los cables que no tienen movimiento, como sucede en los cables carriles empleados en los teleféricos, los cables guías de los pozos de extracción, los cables sustentadores de los puentes colgantes o los cables vientos de las antenas, la flexibilidad no tiene importancia, porque estos cables no se enrollan sobre tambores ni se pliegan fuertemente sobre poleas. Por eso las estructuras de estos cables suelen ser de tipo rígido. Estos cables, por la clase de trabajo que realizan, están sometidos a desgastes u oxidación, que a fatigas de encurvación, interesando más tener en cuenta estas circunstancias que la mayor o menor flexibilidad del cable. Pero cuando el cable es de los llamados de labor, porque están en movimiento y se enrolla en tambores y se pliega sobre poleas, entonces interesa aquella propiedad en su máximo grado en las que la flexibilidad crece con el número de los alambres y, por tanto, con el menor diámetro de estos, a igualdad de sección metálica. Esfuerzo de estrepada. Se denomina estrepada al tirón, sacudida o golpe de percusión, que de este mismo esfuerzo o por otra causa sufre un cabo o cable. Los esfuerzos de estrepada se producen en el cable por estirones fuertes que provocan que este se deforme respecto a su situación inicial. Si este esfuerzo es superior al límite elástico del cable, se produce la rotura del mismo. Por tanto, el trabajo que desarrolla el esfuerzo de estrepada del cable ha de ser menor que el trabajo de deformación elástica:

donde Ce es la carga límite elástica en MPa, L es la longitud total del cable en m, s es la sección transversal del cable en mm2 y Ea es el módulo de elasticidad del cable en MPa. Esfuerzos de aplastamiento. La resistencia al aplastamiento es la capacidad que tiene el cable para resistir las fuerzas externas en sentido radial. Los cables cuando pasan por la polea están sometidos a una presión radial que puede distorsionar la estructura del cable y que puede provocar desgaste tanto en el cable como en la polea. Cuando el cable pasa por la polea, la carga que se genera depende de la tensión en el cable y del ángulo abrazado en la polea: Carga de la polea = 2 T sen (α) Donde T es la fuerza en la cuerda y 2 α es el ángulo abrazado en la polea. Se observa que la carga en la polea no depende de su radio. La presión en la polea es:

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donde l es la longitud de contacto del cable y m es la anchura transversal de contacto del cable. Por otra parte: donde R es el radio de la polea. Sustituyendo este valor en la expresión anterior se obtiene:

El contacto m del cable es una fracción de su diámetro. La anchura de contacto aparente del cable es aproximadamente 0,9d, pero este contacto correspondería al de una barra redonda. En realidad, el contacto verdadero de un cable de cordones es mucho menor que el contacto aparente. En general, los cables con alma de acero son más resistentes al aplastamiento que aquellos con alma textil. Los cables de torsión regular son más resistentes al aplastamiento que los de torsión Lang. Los de 6 cordones son más resistentes al aplastamiento que los de 8 cordones o que los de 19 cordones. Los de cordón compactado son más resistentes que cualquiera de los anteriores. Abrasión. La resistencia de un cable al desgaste es la que se opone a la abrasión del mismo en su trabajo, sobre poleas y tambores u otros elementos de apoyo y guía. El desgaste es función de la superficie de apoyo del cable y de la presión específica sobre ella; por esta razón, para contrarrestar la abrasión de los cables, se eligen estructuras que tengan la máxima superficie de apoyo a igualdad de diámetro. En este caso, se recomienda por tanto el cableado Lang, siempre que la carga vaya guiada porque este trenzado da mayor superficie de apoyo que el cruzado, y el empleo de cables de cordones triangulares o elípticos, porque estos tienen más alambres en contacto con el apoyo que los cables de cordones redondos. La superficie de contacto del cable con los apoyos puede estimarse, de tal manera que:  Para cables monocordones de tipo cerrado es el 100% de la superficie aparente.  Para cables de cordones triangulares es el 75% de la superficie aparente.  Para cables de cordones redondos es el 35% de la superficie aparente. En los cables donde la abrasión es la causa preponderante de su destrucción se deben elegir estructuras con cordones de alambres gruesos, ya sean estos cordones redondos o triangulares, aunque sin olvidar que se está limitando por las condiciones de flexibilidad impuestas por la instalación. La flexibilidad exige alambres de diámetro mínimo y la abrasión alambres de diámetro máximo. Ambos parámetros varían de manera opuesta. Corrosión. Los cables instalados al aire libre están afectados por la acción corrosiva de la atmósfera. Un engrasado periódico evita, en parte, la oxidación, pero hay casos en que la corrosión es muy activa, y entonces hay que recurrir, para protegerlos, a recubrimientos, constituidos generalmente por zinc. El problema de la corrosión es que disminuye la sección metálica de los cables ya que al extenderse lesiona a los alambres, con lo que se reduce su resistencia, su capacidad contra la abrasión, su elasticidad y su flexibilidad.

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El galvanizado de los alambres proporciona a estos una mayor resistencia a la corrosión, pero disminuye las características mecánicas del material, haciéndole perder el 10% de su resistencia y el 15% de su flexibilidad. En instalaciones fijas o en servicio poco frecuente, los cables galvanizados resultan mejores que los cables sin galvanizar, pero si el trabajo del cable es continuo, la acción abrasiva destruye la capa protectora de zinc y se pierde la ventaja de tal protección. La mejor solución es proteger los cables mediante un engrasado cuidadoso, realizado periódicamente porque recurrir a los aceros inoxidables o a los bronces son soluciones que no satisfacen: la primera por su precio y la segunda por la poca resistencia del material. Por consiguiente, para contrarrestar la corrosión de los cables se deben emplear estructuras con alambres gruesos, cuyos diámetros serán limitados por la flexibilidad que imponga el cable, y se realizará un engrasado cuidadoso y regular. Si la corrosión fuera muy activa, entonces habrá de recurrirse al galvanizado de los alambres al cable.

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T5. CABLES Y POLEAS. POLEAS Para elevar masas se utilizan las poleas, que se componen de una rueda que gira libremente sobre su eje, y un canal sobre el que se aloja el cable. Existen tres tipos de poleas: poleas fijas, poleas móviles y polipastos. La polea fija cuelga de un punto fijo y la carga se sitúa en uno de los extremos del cable. Este tipo de polea no proporciona una disminución de la fuerza ejercida sino que simplemente permite cambiar su dirección y sentido, para facilitar la operación de desplazamiento de la carga. En el caso de la polea móvil, la masa que se quiere desplazar está unida al eje de una de las poleas, consiguiéndose que la carga se desplace verticalmente con la mitad de fuerza. El polipasto se compone de un sistema combinado de poleas fijas y móviles. Se utiliza para elevar cargas elevadas con fuerzas moderadas. La compresión del alambre con la capa inferior de la polea produce un rozamiento considerable y que impide, al doblarse el cable, la libertad de movimiento de los alambres dentro del cable. La rigidez del cable se mide por la diferencia de tensiones existentes entre el ramal conducido y el conductor, según la fórmula de Benoit y Rubin:  Para el cable lang:



Para el cable cruzado:

donde d es el diámetro del cable (m), D es el diámetro de la polea (m) y T es la tensión del cable por unidad de longitud (MPa/m) calculado teóricamente sin rozamiento ni rigidez. Al ramal del motor del cable hay que añadirle un esfuerzo s para vencer su rigidez, y además otro suplementario s´ para vencer los esfuerzos de la polea sobre su eje, o el de este sobre sus cojinetes. El rendimiento de la instalación, formada por polipastos y poleas, se calcula por el producto de los rendimientos parciales de cada elemento:  En una polea fija el esfuerzo de rigidez y rozamiento es aproximadamente resultando que el rendimiento de tal polea es:

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Experimentalmente se obtiene el rendimiento de poleas montadas sobre:  Cojinetes de bronce kf = 0,96  Cojinetes de bolas kf = 0,98 Para n poleas montas sucesivamente sobre cojinetes, el rendimiento es:  Cojinetes de bronce kf = 0,96n 39



 Cojinetes de bolas kf = 0,98n Se puede observar, que el caso de una polea fija es un caso particular de este donde n=1. Rendimiento de polipastos:

donde N es el número de poleas fijas que sostienen la carga del polipasto.  Rendimiento de tambores:  Cojinetes de bronce kf = 0,96  Cojinetes de bolas kf = 0,98 De tal manera que el rendimiento total de la instalación es: Por tanto, el esfuerzo motor Tm es:

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T6. GRÚAS. COMPONENTES PRINCIPALES SEGÚN LA NORMA UNE 58-104-90. 16J2 La norma UNE 58-104-87 define grúa como un aparato de elevación de funcionamiento discontinuo, destinado a elevar y distribuir en el espacio, las cargas suspendidas con la ayuda de un gancho u otro accesorio de aprehensión. La norma UNE 58-104-90 define los términos relativos a los componentes principales de las grúas:  Mecanismo de elevación. Para subir y bajar la carga.  Mecanismo de traslación. Para asegurar la traslación del aparato de elevación.  Mecanismo de distribución del carro. Para asegurar el desplazamiento del carro a lo largo de su camino de rodadura.  Mecanismo de inclinación de la pluma o de la flecha. Para variar el alcance y la altura de elevación por variación del ángulo de inclinación de la pluma.  Mecanismo de orientación. Para asegurar la rotación en un plano horizontal de la parte giratoria del aparato de elevación.     

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Cabestrante. Mecanismo en el que el esfuerzo es transmitido por un elemento flexible (cable, cadena) a través de un tambor motriz. Polipasto. Mecanismo de elevación que constituye una unidad autónoma montado o no sobre una viga guía. Carretón (chasis). Base de una grúa, que soporta la plataforma giratoria o la torre de la grúa, y que incluye los dispositivos para su traslación. Pórtico. Estructura formada por un puente elevado soportado por patas con o sin dispositivo de rodadura al suelo. Bogie. Soporte ensamblado equipado de ruedas o rodillas que sirven para la traslación del aparato de elevación y articulado para equilibrar las cargas sobre las ruedas o los rodillos. Puente. Estructura portante de los aparatos de elevación de tipo puente destinada a soportar el carro en el curso de sus desplazamientos, o estructura situada entre los pies de un aparato de elevación de tipo pórtico o semi-pórtico. Carro. Conjunto destinado a desplazar las cargas suspendidas. Corona de orientación. Componente destinado a transmitir los esfuerzos (momento de carga, fuerzas horizontales y verticales) de la parte giratoria a la parte fija del aparato de elevación, y que puede incluir el mecanismo de orientación de la parte giratoria. Plataforma giratoria. Estructura orientable capaz de soportar los elementos del aparato de elevación. Torre. Estructura vertical de una grúa que soporta la pluma y/o la plataforma giratoria asegurando la altura necesaria a la posición del pie de la pluma. Columna (pilar). Columna vertical capaz de soportar una pluma orientable y su carga, asegurando la altura de elevación necesaria.

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 

     

Pluma. Componente estructural de la grúa, capaz de soportar el accesorio de aprehensión, o el carro portador del mismo, asegurando el alcance y la altura de elevación solicitados. Torre de grúa móvil. Equipo amovible de una grúa que comprende una torre con una pluma, con o sin plumín, así como los accesorios necesarios. Contrapeso. Masas fija sobre la contrapluma o sobre la plataforma giratoria para ayudar a equilibrar las acciones de la carga útil y/o ciertas partes del aparato de elevación durante su funcionamiento. Lastre. Masa fijada sobre un pórtico o el carretón de un aparato de elevación para asegurar su estabilidad. Polea. Elemento rotativo con una o varias gargantas destinado a guiar y/o cambiar la dirección de un cable (cadena). Aparejo. Sistema de poleas y de cables destinado a hacer variar las fuerzas y las velocidades. Aparejo gancho. Conjunto de poleas montadas sobre un armazón al que está fijado un gancho. Estabilizador. Dispositivo destinado a aumentar la base de apoyo de un aparato de elevación en su emplazamiento. Órgano de aprehensión. Dispositivo que sirve para suspender o soportar la carga.

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T6. GRÚAS. RESUME LOS DIVERSOS PARÁMETROS DE UNA GRÚA SEGÚN LA NORMA UNE 58104-87 (CARGA/DIMENSIONALES/VELOCIDADES/CAMINO DE RODADURA) 15J2 / 16SR La norma UNE 58-104-87 define los términos relativos a los parámetros de los principales tipos de grúas. Parámetros de carga.  Momento de carga con respecto al eje de giro. Producto de la carga nominal correspondiente (Q) por su radio de alcance (L): M = Q L  Momento del vuelco. Producto de la carga nominal correspondiente (Q) por la distancia de su proyección al eje de vuelco (A): MA = Q A  Masa neta. Masa de la grúa, sin lastre ni contrapeso, carburante, lubricante y agua.  Masa total. Masa total de la grúa en orden de marcha, con lastre, contrapesos, carburantes, lubricante y agua.  Carga sobre un apoyo. Valor de la carga máxima vertical transmitida a través de un apoyo al camión de rodadura o al suelo. Parámetros dimensionales.  Alcance o radio (L). Distancia entre el eje de orientación de la parte giratoria y el eje vertical del elemento de aprenhensión sin carga, estando el aparato de elevación instalado sobre un emplazamiento horizontal.  Alcance a partir del eje de vuelco (A). Distancia horizontal entre el eje de vuelco y el eje vertical del elemento de aprehensión sin carga, estando el aparato de elevación instalado sobre un emplazamiento horizontal.  Alcance desde el carril o alcance de voladizo. Distancia máxima horizontal entre el camino de rodadura más próximo al voladizo y el eje del elemento de aprehensión emplazado sobre el voladizo.  Aproximación de gancho (C). Distancia horizontal mínima entre el eje de la vía del camino de rodadura y el eje vertical del dispositivo de aprehensión.  Zona de barrido trasero (r). Radio máximo de la parte giratoria de la grúa en el lado opuesto a la pluma.  Altura de elevación (H). Distancia vertical entre el nivel de apoyo del aparato de elevación y el dispositivo de aprehensión cuando este se encuentra en la posición más elevada de trabajo:  Para ganchos y horquillas, la medida se toma a su superficie de apoyo.  Para los otros dispositivos de aprehensión, la medida se toma a su punto más bajo.  Profundidad de descenso (h). Distancia vertical entre el nivel de apoyo del aparato de elevación y el dispositivo de aprehensión, estando este en su posición de trabajo más baja:  Para ganchos y horquillas, la medida se toma a su superficie de apoyo.

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

Para los otros dispositivos de aprehensión, la medida se toma a su punto más bajo.  Amplitud de elevación. Distancia vertical entre la posición de trabajo superior e inferior del dispositivo de aprehensión.  Altura de camino de rodadura (Ho). Distancia vertical entre el nivel del suelo y el nivel superior del camino de rodadura. Velocidades de los movimientos de trabajo.  Velocidad de elevación (descenso) de la carga (Vn). Velocidad de desplazamiento vertical de la carga elevada en régimen establecido.  Velocidad de precisión (Vm). Velocidad mínima de descenso de la carga máxima en el curso de operaciones de montaje o colocación de la misma, en régimen establecido.  Velocidad de giro (w). Velocidad angular de la rotación de la parte giratoria de una grúa en régimen establecido.  Velocidad de traslación (Vk). Velocidad de desplazamiento de un aparato de elevación en el régimen establecido.  Velocidad de desplazamiento del carro (Vc). Velocidad de desplazamiento del carro en el régimen establecido.  Velocidad de variación del alcance (Vf) (por elevación de la pluma). Velocidad media del desplazamiento horizontal de la carga, en el régimen establecido.  Velocidad de desplazamiento en ruta (Vo). Velocidad máxima de desplazamiento de un aparato de elevación, en posición de ruta, accionado por sus propios medios.  Tiempo de elevación de la pluma (t). Tiempo necesario para elevar la pluma de su posición de alcance máximo a la de alcance mínimo.  Duración de un ciclo de trabajo. Tiempo necesario para el cumplimiento de un ciclo de trabajo tal como se haya especificado. Parámetros asociados al camino de rodadura.  Nivel de apoyo de un aparato de elevación. Superficie horizontal de la fundación o de la cabeza del carril que sirve de apoyo para la parte no orientable de un aparato de elevación.  Luz (S). Distancia horizontal entre ejes de los carriles de la vía de rodadura de los aparatos de elevación tipo puente.  Vía (K). Para las grúas tipo pluma es la distancia horizontal entre los carriles o de las ruedas del tren de rodadura. Para los carros es la distancia entre los ejes de los carriles de desplazamiento de los mismos.  Distancia entre ejes (B). Distancia entre los ejes de los soportes del aparato de elevación, medidos paralelamente al eje longitudinal de desplazamiento. 44

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Distancia entre ejes de estabilizadores (Bo). Distancia entre los ejes verticales de los estabilizadores, medidos según el eje longitudinal de desplazamiento del aparato de elevación. Distancia entre estabilizadores (Ko). Distancia entre los ejes verticales de los estabilizadores, medida transversalmente al eje longitudinal de desplazamiento del aparato de elevación. Pendiente (i). Pendiente admisible para la utilización del aparato de elevación, determinada por el cociente i=h/B y expresada en porcentaje que corresponde al desnivel de dos puntos tomados sobre el camino de rodadura y situados a una distancia B igual a la distancia entre ejes del aparato. El valor de desnivel se mide sobre el camino de rodadura sin carga. Pendiente admisible. Pendiente máxima j=h/B, expresada en porcentaje, que el aparato puede franquear a una velocidad de ruta constante. Contorno de apoyo. Contorno formado por la proyección horizontal de las líneas que unen los ejes verticales de los elementos de apoyo del aparato de elevación (ruedas o estabilizadores). Radio de curvatura de la vía (Rk). Radio mínimo de curvatura del eje del rail interior sobre la parte curvilínea de la vía. Radio mínimo de viraje (R). Radio de la circunferencia descrita por la rueda delantera exterior de la grúa en el curso de un viraje.

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T6. GRÚAS. CLASIFICACIÓN SEGÚN LA NORMA UNE 58-104-87. 12SR / 13SR / 15SR La norma UNE 58-104-87 establece una clasificación de los distintos tipos de grúas. Según su concepción.  Grúa tipo puente. Aparato de elevación en el que su dispositivo de aprehensión está suspendido de un carro, un aparejo o una grúa pluma capaz de desplazarse a lo largo de un puente:  Grúa puente. Aparato de elevación cuyos elementos portadores se apoyan directamente sobre un camino de rodadura.  Grúa pórtico. Aparato de elevación cuyos elementos portadores se apoyan sobre un camino de rodadura por medio de patas de apoyo.  Grúa semipórtico. Aparato de elevación cuyos elementos portadores se apoyan sobre un camino de rodadura, directamente de un lado y por intermedio de patas de apoyo en el otro.  Grúa funicular o blondin. Aparato de elevación cuyo dispositivo de aprehensión está suspendido de un carro que se desplaza a lo largo de cables portadores fijados a torres de apoyo que hacen de soportes:  Blondin. Aparato de elevación en el que los elementos portadores son cables fijados a la parte superior de patas-soporte.  Pórtico a cable. Aparato de elevación en el que los elementos portadores son cables fijados a los extremos del puente de un pórtico.  Grúa tipo pluma. Aparato de elevación cuyo dispositivo de aprehensión está suspendido de la pluma o de un carro que se desplaza a lo largo de la misma:  Grúa orientable sobre pórtico. Grúa de pluma orientable montada sobre un pórtico que permita el paso de camiones o vagones de ferrocarril.  Grúa orientable sobre semi-pórtico. Grúa de pluma orientable montada sobre un semi-pórtico que permita el paso de camiones o vagones de ferrocarril.  Grúa móvil. Grúa pluma, orientable o fija, montada sobre un bastidor equipado de un tren de rodadura que le permita desplazarse fácilmente, bien por sus propios medios o remolcando por un tractor.  Grúa torre. Grúa de pluma orientable en la que la pluma está montada sobre la parte superior de una torre vertical.  Grúa sobre ferrocarril. Grúa montada sobre una plataforma que se desplaza sobre el ferrocarril.  Grúa flotante. Grúa montada sobre un pontón destinado especialmente a soportarla y desplazarla.  Grúa de cubierta. Grúa de pluma orientable, montada sobre la cubierta de un barco y destinada a la carga y descarga del mismo.  Grúa Derrick. Grúa de pluma orientable, en la que la pluma se encuentra articulada sobre la parte inferior de un puntal vertical apoyado en sus dos extremos: o Grúa Derrick con vientos. El extremo superior del puntal está fijado por cables vientos. o Grúa Derrick con apoyo rígido. El extremo superior del puntal está fijado por medio de tirantes rígidos. 46

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Grúa con pescante. Grúa tipo pluma en la que el dispositivo de aprehensión está suspendido y fijado rígidamente de un pescante o de un carro que se desplaza a lo largo del mismo:  Grúa palomilla de columna. Grúa palomilla capaz de girar sobre una columna fijada por su base a la fundación, o fijada a una columna giratoria sobre un soporte empotrado.  Grúa de pared. Grúa fijada a un muro, o susceptible de desplazarse a lo largo de un camino de rodadura aéreo fijado a una pared o a una estructura de obra.  Grúa velocípeda. Grúa palomilla desplazable sobre carriles y guiada y soportada por un camino de rodadura elevado. Según el elemento de aprehensión.  Grúa con gancho.  Grúa con cuchara.  Grúa con electroimán.  Grúa puente con electroimán y cajón portador.  Grúa puente con cuchara y cajón portador.  Grúa puente cargador de horno.  Grúa puente para cambiar electrodos. Grúa puente cuyo elemento de aprehensión es un dispositivo para efectuar la manutención de los electrodos de los baños electrolíticos.  Grúa puente apiladora. Grúa puente cuyo elemento de aprehensión está constituido por un armazón suspendido verticalmente y que porta una horquilla para apilar bultos.  Grúa puente de colada. Grúa puente cuyo elemento de aprehensión está constituido por un dispositivo para soportar y voltear la cuchara de colada.  Grúa puente cargadora de lingotes. Grúa puente cuyo elemento de aprehensión está constituido por un armazón vertical pivotante de cuya parte inferior sale una pinza horizontal para manipular los lingotes.  Grúa puente de forja. Grúa puente cuyo elemento de aprehensión está constituido por dispositivos para elevar, manipular y voltear las piezas de forja.  Grúa puente stripper. Grúa puente cuyo elemento de aprehensión está constituido por un dispositivo para extraer los lingotes de las lingoteras.  Grúa puente pit. Grúa puente cuyo elemento de aprehensión está constituido por una pinza destinada a la carga de un horno pit. Según posibilidades de traslación.  Grúa fija. Aparato de elevación fijado a una fundación o a cualquier tipo de base estática.  Grúa trepadora. Grúa instalada sobre el armazón de un edificio en constitución y que se puede desplazar hacia arriba por sus propios medios, a medida que la construcción progresa.  Grúa desplazable. Aparato de elevación montado sobre una base susceptible de ser desplazada de un sitio a otro, bien manualmente o por medio de una equipo de un equipo auxiliar.

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Grúa giratoria. Aparato de elevación que gira alrededor de un eje vertical fijo en el curso del trabajo.  Grúa desplazable en servicio. Aparato de elevación susceptible de ser desplazado en el curso del trabajo.  Grúa automotriz. Aparato de elevación desplazable, provisto de un mecanismo que le permita autotrasladarse en el curso del trabajo y desplazarse de un sitio a otro.  Grúa remolcable. Aparato de elevación desplazable, cuya base es una plataforma susceptible de ser remolcada por un tractor. Según el dispositivo del mando.  Grúa manual. Aparato de elevación en el que los dispositivos de mando de sus mecanismos se acciona manualmente.  Grúa eléctrica. Aparato de elevación en el que los dispositivos de mando se sus mecanismos son accionados eléctricamente.  Grúa hidráulica. Aparato de elevación en el que los dispositivos de mando de sus mecanismos son accionados hidráulicamente. Según su posibilidad de orientación.  Grúa de orientación orientable. Aparato de elevación cuya parte giratoria puede rotar con carga en un plano con respecto a la parte fija:  Grúa de orientación limitada. Aparato de elevación orientable con rotación limitada a un ángulo inferior a 360°.  Grúa de orientación total. Aparato de elevación orientable con rotación superior a un ángulo de 360°.  Grúa no orientable. Aparato de elevación que no tiene posibilidad de girar la carga respecto a su base. Según el modelo de apoyo.  Grúa posada. Aparato de elevación elevado o bajo posado sobre un camino de rodadura elevado.  Grúa suspendida. Aparato de elevación tipo puente suspendido de las alas inferiores de un camino de rodadura aéreo.

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T7. ASCENSORES. TIPOLOGÍAS BÁSICAS DE ASCENSORES. ASCENSORES HIDRÁULICOS Y ELÉCTRICOS. 13SR / 14J1 / 14SR / 15J1 / 16SR Se denomina ascensor al aparato que se emplea para trasladar personas/cargas de unos pisos a otros. Se denomina montacargas al ascensor destinado exclusivamente a elevar cargas. El sistema de propulsión determina básicamente la configuración de los ascensores dividiéndose en ascensores hidráulicos y eléctricos. Ascensos hidráulicos. El movimiento de la cabina se consigue mediante un pistón que se mueve por la fuerza que le transmite el aceite a presión impulsado por un grupo hidráulico. El equipo hidráulico consta fundamentalmente de un depósito de aceite y válvulas reguladoras. El cilindro hidráulico se coloca debajo del hueco del ascensor entendido este como el espacio por el que se desplaza la cabina sin que pueda ser utilizado por ninguna otra instalación ajena al ascensor. La unidad de accionamiento hidráulico y el émbolo impulsa la cabina hacia arriba utilizando la energía acumulada en el aceite a presión. La cabina desciende automáticamente cuando el aceite retorna al cilindro a lo largo del mismo conducto. Su funcionamiento es silencioso. Los inconvenientes que presentan los ascensores hidráulicos son que tienen un mayor coste de instalación, una mayor potencia a instalar para las mismas prestaciones que un ascensor eléctrico, son más lentos y su funcionamiento depende de la temperatura del aceite. Además, sólo puede instalarse en edificios de 5-6 plantas y soportan menos arranques por hora que un ascensor eléctrico. Sin embargo, son capaces de elevar más carga y transmitirla directamente a la cimentación, sin sobrecargar la estructura del edificio, lo cual puede resultar interesante en los edificios antiguos. Además, pueden descender hasta la planta baja en caso de corte de energía en el edificio. Las válvulas reguladoras permiten el frenado perfecto, consiguiendo nivelaciones muy precisas. Los ascensores hidráulicos pueden ser de:  Acción directa (1:1). Se instalan si el hueco no llega a los 4 metros. Es necesario que le hueco del ascensor tenga foso, ya que el pistón irá instalado ahí. Este tipo de ascensor es recomendable para edificios de poca altura, especialmente en ascensores destinados al transporte de cargas.  Acción indirecta o diferencial (2:1). Se instalan en recorridos de más de 4 metros. No se necesita tener foso, ya que el pistón se instala en un lateral del hueco. Este tipo de elevadores hidráulicos es recomendable en edificios de viviendas. El extremo superior del pistón lleva una polea por dónde van los cables de tracción. Ascensores eléctricos. Los ascensores eléctricos son los más utilizados en la mayoría de las instalaciones. El accionamiento de un ascensor eléctrico se consigue mediante un grupo motor acoplado, en la mayoría de las ocasiones, a un reductor de velocidad, en cuyo eje de salida va montada una polea acanalada que arrastra los cables por adherencia, o bien un tambor en el que se enrollan dos cables, aunque este último sistema ya prácticamente no se utiliza. Este tipo de ascensores necesita de un cuarto de máquinas donde se sitúa el sistema de tracción. Generalmente está situado en la azotea o en el último piso. Puede tener motores con o sin reductor y llegar a desplazar la cabina a velocidades elevadas.

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T7. ASCENSORES. ELEMENTOS DE UN ASCENSOR ELÉCTRICO. HUECO DEL ASCENSOR, CUARTO DE MÁQUINAS, CABINA Y CONTRAPESO. Un ascensor eléctrico consta principalmente de los siguientes elementos:  Hueco del ascensor.  Cuarto de máquinas.  Cabina.  Contrapeso.  Máquina de tracción, compuesta por:  Motor eléctrico.  Reductor de velocidad.  Freno electromecánico.  Polea o tambor.  Ejes, acoplamientos y rodamientos.  Carcasa metálica.  Guías.  Circuito de paracaídas, compuesto por:  Limitador de velocidad.  Polea tensora.  Cable de accionamiento del paracaídas.  Paracaídas.  Amortiguadores.  Elementos de suspensión de la cabina y del contrapeso.  Circuitos auxiliares, compuestos por:  Instalación eléctrica.  Sistema de control. Hueco del ascensor. El hueco del ascensor es el espacio por el que se desplazan la cabina y el contrapeso sin que pueda ser utilizado para ninguna otra instalación ajena al ascensor. En el hueco del ascensor se sitúan las guías y sus fijaciones, así como las puertas de piso y los cables de sustentación y de maniobra. Salvo en panorámicos, deben ser cerrados, con paredes de superficie continua; no deben tener más aberturas que las de puertas de acceso del pasillo a la cabina y las de emergencia y ventilación que determine la reglamentación. En la parte inferior del hueco, por debajo del nivel de la última parada, se encuentra el foso. En él se sitúan elementos de seguridad como son los amortiguadores y el tensor del limitador de velocidad. Cuarto de máquinas. El cuarto de máquinas es un local especialmente adecuado para ubicar la máquina de tracción, sus cuadros de maniobra, las poleas de desvío y el limitador de velocidad. No deben ser accesibles más que para el personal técnico encargado de su mantenimiento y reparación. En la mayoría de los ascensores eléctricos, el cuarto de maquinas está situado en la parte superior del hueco por el que circula el ascensor. También existen ascensores con el cuarto de máquinas situado en la zona inferior del edificio y ascensores sin cuartos de máquina, donde sus elementos se sitúan en el propio hueco del ascensor. 50

Cabina. La cabina es el elemento portante del aparato elevador, donde viajan los usuarios. Es un conjunto cerrado formado por las paredes, el suelo, el techo y las puertas de cabina. Tanto la altura libre interior de la cabina como la altura de entrada de cabina debe ser como mínimo de 2 m. La cabina debe estar completamente cerrada (salvo las puertas de entrada, las trampillas de socorro y los orificios de ventilación). Pueden tener uno o dos embarques. Tanto la cabina, el contrapeso o masa de equilibrado son soportadas por una estructura metálica denominada estribo. Sobre esta estructura se fijan los elementos de suspensión y el mecanismo del paracaídas y se desplaza verticalmente por las guías por medio de rodaderas o rozaderas, transportando en su movimiento a la cabina. Todas las cabinas deben estar equipadas con puertas independientes de las de acceso al hueco. La elección de la apertura depende de:  Dimensiones puertas.  Hueco disponible. Contrapeso. La función del contrapeso es equilibrar la carga de la cabina para reducir considerablemente el peso que debe arrastrar el grupo tractor, disminuyendo así la potencia necesaria para elevar la cabina. Los contrapesos antiguos solamente iban sujetos por un cable de acero, el cual, por el desgaste producido por el paso del tiempo, podía romperse. Esto no sucede con los contrapesos modernos ya que están formados por un bastidor metálico de gran rigidez encargado de soportar las pesas. Adicionalmente el contrapeso va dotado de guías que deslizan sobre los raíles asegurando el movimiento de este. El contrapeso tiene una masa equivalente a la de la cabina más el 50% del peso máximo que el motor pueda transportar.

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T7. ASCENSORES. ELEMENTOS DE UN ASCENSOR ELÉCTRICO. SISTEMA DE TRACCIÓN. 12SR / 13SO / 14SO La máquina de tracción es la responsable de la subida y bajada del ascensor. Está conectada a la cabina del ascensor y al contrapeso mediante los cables de tracción. Está formada por el motor, acoplado generalmente a un grupo reductor, el freno y el sistema de accionamiento. La norma UNE-EN 81-1 permite dos formas de accionamiento:  Por adherencia, empleando poleas de tracción y cables. Es el sistema más utilizado.  Por arrastre, empleando un tambor de arrollamiento y cables, o piñones y cadenas El sistema de accionamiento por adherencia se puede clasificar en dos grandes grupos:  Con reductor de velocidad. La velocidad de giro del motor se reduce aproximadamente en 1/10 empleando un reductor de velocidad con tornillos sin fin o helicoidales y se transmite a la polea de tracción de la máquina de tracción.  Sin reductor de velocidad. La polea de tracción está conectada directamente al eje del motor de tracción y la velocidad de giro del motor se transmite directamente a la polea de tracción sin ningún engranaje intermedio. El eje motor lleva acoplado un tambor sobre el que actúan las zapatas de freno y que se bloquean por medio de un electroimán al funcionar el ascensor. Incorporan también un volante de inercia para suavizar arranques y paradas y mediante el cual se realiza la maniobra de rescate. La norma UNE-EN 81-1 establece que el sistema de frenado debe tener un freno electromecánico, pero pueden utilizarse otros medios de frenado como, por ejemplo, eléctricos. Este freno debe ser capaz por sí solo de detener la máquina cuando la cabina desciende a su velocidad nominal aumentada un 25%. El órgano sobre el que actúa el freno debe estar acoplado a la polea de tracción, o al tambor o piñón mediante un enlace mecánico directo. Al conjunto motor-reductor-polea de tracción se le conoce como grupo tractor. Existe una gran variedad de grupos tractores, dependiendo de la carga y la velocidad del ascensor, con objeto de conseguir aceleraciones y deceleraciones confortables y buenas nivelaciones de cabina dentro de un compromiso de costes. Los motores pueden ser de una velocidad, de dos velocidades o disponer de un variador de frecuencia. Los grupos tractores con motores de una velocidad, solo se utilizan para ascensores de velocidades no superiores a 0,7 m/s. Por lo general, se instalan ascensores de 300 kg y 4 personas destinados a edificios de viviendas. Su nivel de parada es muy impreciso y varía mucho con la carga, incluso es distinto en subida como en bajada. Los grupos tractores de dos velocidades poseen motores trifásicos de polo conmutables, que funcionan a una velocidad rápida y otra lenta según la conexión de los polos. De esta manera, se obtiene una velocidad de nivelación baja, un frenado con el mínimo error de parada y un viaje más confortable. Estos grupos tractores en la actualidad están en desuso, ya que consumen demasiada energía y son algo ruidosos. En los grupos tractores con variador de frecuencia, la aceleración en el arranque y la deceleración antes de que actúe el freno electromecánico se lleva a cabo mediante un variador de frecuencia acoplado al cuadro de maniobra. El freno actúa cuando el ascensor está prácticamente parado y se consigue así una nivelación y un confort que superan incluso a los de dos velocidades.

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En los últimos tiempos, la incorporación de los controles electrónicos ha permitido obtener grupos de tracción de altas prestaciones a unos costes moderados. Los nuevos motores eléctricos son síncronos, carecen de caja reductora y están gobernados por el VVVF (Variación de Voltaje y Variación de Frecuencia). La potencia del motor necesaria para una determinada instalación se calcula a partir de la expresión:

donde Q es la carga máxima desequilibrada (en N) definida como la máxima diferencia del peso total de la cabina y el contrapeso, v es la velocidad nominal (m/s) y η es el rendimiento del reductor. La polea de tracción va incorporada al grupo tractor y debe ser capaz de soportar los esfuerzos que le transmiten los cables de suspensión, y transmitirle a su vez la tracción necesaria a este por medio de adherencia. La norma UNE-EN 81-1 indica que la relación entre el diámetro primitivo de las poleas de tracción o tambores y el diámetro nominal de los cables de suspensión debe ser como mínimo 40. La parte de la polea que está en contacto con el cable se denomina garganta o canal. Los perfiles de garganta de las poleas de tracción más utilizados en ascensores son los trapeciales en V y los semicirculares. Los perfiles de garganta trapeciales en V ofrecen una mayor tracción que los perfiles de garganta semicirculares. Sin embargo, bajo las mismas condiciones de carga y flexión, los perfiles de garganta semicirculares ofrecen una mayor resistencia la fatiga que las semicirculares desfondadas y estas, a su vez, que las trapeciales en V. debido a que las poleas con perfiles de garganta trapeciales en V y las semicirculares desfondadas ofrecen una mayor capacidad de tracción, no se requiere que su diámetro sea grande. Esta característica hace que sean más atractivas para los diseñadores a pesar de que al producir mayor abrasión en el cable, la vida útil del mismo se reduzca. Un parámetro que influye de manera importante en la vida útil tanto del cable como de la polea de tracción es la presión específica del cable en la garganta de la polea. Las poleas de desvío se utilizan para situar los cables de suspensión de la cabina y del contrapeso a la distancia necesaria, garantizando que el ángulo de abrace de los cables en la polea de tracción sea suficiente para que exista la adherencia requerida. Las guías son los componentes rígidos destinados a guiar la cabina, el contrapeso, o la masa de equilibrado. Conducen la cabina en su trayectoria exacta y le sirven de apoyo en caso de rotura de los cables, por lo que deben tener una resistencia de acuerdo con el peso total de la cabina más la carga transportada y estar perfectamente alineadas. También el contrapeso tiene guías, que en general no tienen más misión que conducirlo.

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T7. ASCENSORES. ELEMENTOS DE UN ASCENSOR ELÉCTRICO. CIRCUITO DE PARACAÍDAS. 12SO / 14J2 El circuito de paracaídas es uno de los componentes de seguridad (componentes que actúan sólo en situaciones de emergencia) más importantes del ascensor que permite detener la cabina en caso de que se produzca la rotura de los cables de suspensión de un exceso de velocidad. El circuito de paracaídas está formado principalmente por los siguientes elementos:  Limitador de velocidad.  Polea tensora.  Cable del limitador de velocidad.  Paracaídas. Limitador de velocidad. El limitador de velocidad es una polea acanalada instalada normalmente en el cuarto de máquinas por el que pasa un cable de acero. Dicho cable también pasa por una polea tensora que se encuentra en el fondo del hueco, alineada verticalmente con la primera. Uno de los extremos del cable está unido a un punto fijo del bastidor de la cabina y el otro a un sistema de palancas del paracaídas. En condiciones normales de funcionamiento del ascensor, el cable acompaña a la cabina en todos sus viajes, haciendo girar las poleas según el movimiento que le imprime la velocidad nominal de la cabina. Cuando, por rotura de los cables de suspensión o por otra causa, la cabina empieza a descender con movimiento acelerado, al llegar a adquirir una velocidad prefijada, se bloquea la polea del limitador y con ella el cable, dando un tirón a la palanca del paracaídas al que va fijado, y accionando así el mecanismo que presiona las zapatas del paracaídas sobre las guías y deteniendo la cabina. El sistema de palancas que acciona el cable del limitador de velocidad acciona al mismo tiempo una llave que corta el suministro de energía eléctrica al motor. El limitador de velocidad puede ser de dos tipos diferentes, dependiendo de cómo se produzca el bloqueo de la polea: limitador de velocidad oscilante y limitador de velocidad centrífugo. En el primero el enclavamiento del limitador de velocidad y, por tanto del cable, se produce por un gatillo oscilante mientras que en el segundo de ellos, el enclavamiento se produce por la acción de la fuerza centrífuga que vence la resistencia de los muelles. La norma UNE-EN 81-1 indica que la velocidad de actuación del limitador de velocidad debe ocurrir a una velocidad al menos igual al 115% de la velocidad nominal y menor de:  0,8 m/s en paracaídas instantáneos no equipados con rodillos.  1 m/s en paracaídas instantáneos equipados con rodillos.  1,5 m/s en paracaídas instantáneos con efecto amortiguado o progresivo con velocidades nominales iguales o inferiores a 1 m/s.  1,25 v + 0,25/v, siendo v la velocidad nominal de la cabina en m/s, para paracaídas progresivos con velocidades nominales superiores a 1 m/s. La velocidad de actuación de un limitador de velocidad que accione un paracaídas de contrapeso o masa de equilibrado, debe ser superior a la actuación del limitador que accione el paracaídas de cabina sin exceder esta velocidad en más de un 10%.

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Paracaídas. El paracaídas es un dispositivo mecánico utilizado para detener e inmovilizar la cabina o el contrapeso sobre sus guías en caso de que se produzca un exceso de velocidad o la rotura de los elementos de suspensión. Fundamentalmente los hay de dos tipos: de acción instantánea y de acción amortiguada o progresiva. Los paracaídas de acción instantánea solo se pueden utilizar en ascensores de baja velocidad, hasta 0,8 m/s, y en montacargas de velocidades hasta 1,5 m/s. En este caso, una vez accionado el dispositivo este detiene la cabina de forma casi instantánea. Este tipo de paracaídas pueden utilizarse en ascensores de velocidades hasta 1m/s siempre que la reacción sobre la cabina o el contrapeso se limite por la intervención de un sistema intermedio de amortiguamiento denominándose, en este caso, paracaídas de acción instantánea y efecto amortiguado. Para velocidades de la cabina superiores a 1 m/s, la detención brusca de la misma por acción del paracaídas, originaria desaceleraciones elevadas lo que podría ocasionar daños importante en los pasajeros. Es por ello que se utiliza paracaídas de acción amortiguada o progresiva en la que la detención de la cabina se realiza de una manera suave y progresiva. El funcionamiento básico del paracaídas es el siguiente. Cuando el limitador se velocidad se dispara, el cable limitador de velocidad se detiene, tirando y accionando una timonería que libera unas zapatas de cuñas o de rodillos que se encuentran en una caja junto a las guías. Cuando esto sucede, dichas zapatas presionan con fuerza las guías hasta producir la detención de la cabina. Los amortiguadores son unos dispositivos diseñados para detener una cabina en descenso que esté más allá de su límite normal de viaje almacenando o absorbiendo y disipando la energía cinética de la cabina. Deben estar colocados en el extremo inferior del recorrido de la cabina y el contrapeso. Para los ascensores de tracción por arrastre, además deben estar provistos de amortiguadores en el techo de la cabina para funcionar en el límite superior del recorrido. La cabina y el contrapeso deben estar suspendidos por cables de acero o cadenas de acero de eslabones paralelos o de rodillos. El número mínimo de cables o cadenas debe ser dos y estos deben ser independientes. Las configuraciones más comúnmente utilizadas en los cables de suspensión de ascensores son aquellos que están formados por cordones de diámetros distintos: Seale, Warrinton y Filler. Para cables de grandes diámetros, generalmente se suele utilizar la configuración Warrinton-Seale. Las suspensión del ascensor es la relación entre la velocidad lineal de la polea tractora y la velocidad de la cabina.

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T7. ASCENSORES. ELEMENTOS DE UN ASCENSOR ELÉCTRICO. SISTEMAS DE CONTROL Y TIPOS DE MANIOBRAS. 12J1 / 13J1 / 15J2 / 15SO El sistema de control garantiza que el funcionamiento del ascensor se realice de manera segura para los pasajeros. Recibe e interpreta las órdenes provenientes de los usuarios y las revierte a los distintos componentes del ascensor para que satisfagan el servicio solicitado. El elemento principal del sistema de control es el armario de maniobra y se ubica normalmente cercano al grupo de tracción. En él se instalan los aparatos eléctricos, electrónicos y electromecánicos que generan las maniobras del ascensor y que sirven para dirigir y controlar todos los movimientos de la cabina. El sistema de control determina los siguientes parámetros:  Aceleración de la cabina desde el arranque hasta alcanzar la velocidad nominal. La aceleración es importante para que los tiempos de viaje sean razonables pero no puede ser especialmente elevada ya que podría causar molestias a los viajeros.  Deceleración de la cabina hasta la parada completa, siendo aplicables los mismos condicionantes que para la aceleración.  Velocidad de cierre y de apertura de las puertas.  Tiempos de entrada y salida de pasajeros, que es especialmente importante en edificios de tráfico intenso.  Precisión en parada, también llamada nivelación, que es muy importante en algunas aplicaciones de montacamillas de hospitales, y para permitir el acceso a la cabina de personas con alguna limitación física.  Control de puertas, que establece el tiempo de puertas abiertas que suele ser mayor si la orden llega desde la cabina. Las maniobras más comúnmente utilizadas son:  Para un solo ascensor:  Maniobra universal.  Maniobra selectiva-colectiva de descenso.  Maniobra colectiva-selectiva de ascenso y descenso.  Para dos ascensores:  Maniobra dúplex. Para edificios de menos de 50 plantas, se pueden emplear ascensores que tengan paradas en todas las plantas. Para edificios de más de 50 plantas, se emplean ascensores que atiendan cada uno de ellos a determinadas plantas (zonificación). Maniobra universal. Es la más sencilla de uso actualmente. La cabina puede ser llamada y usada solo por una persona o por un grupo de personas a la vez. Cuando se registra una llamada en un piso, la señal luminosa del botón de cada piso se ilumina mostrando que la cabina está prestando servicio. Mientras tanto y hasta que termine dicho servicio no podrá ser llamada desde ningún otro piso. No está capacitada para memorizar otras llamadas. Una vez que el ascensor queda libre y las señales luminosas se apagan, puede efectuarse otra llamada. Es la maniobra más barata, por lo que hay un gran número de ascensores que la poseen. Es aceptable para edificios de viviendas de baja altura y poco tráfico. Dado que es la maniobra de más bajo rendimiento, son muchos los edificios que tienen serios problemas de tráfico vertical debido a que el número de viajes que se realizan con la cabina 56

casi vacía provoca un gasto de energía muy elevado, un desgaste prematuro de toda la instalación y tiempos de espera elevados para los usuarios. Maniobra selectiva-colectiva en descenso. La maniobra selectiva-colectiva en descenso suele aplicarse a los edificios residenciales donde la frecuencia de tráfico de un piso al otro (excluido el piso principal) es relativamente baja. Esta maniobra es muy recomendable en edificios de viviendas, particularmente si poseen muchas viviendas y gran altura, hoteles y hospitales. En esta maniobra no se permite el desplazamiento ascendente directo desde un piso situado más arriba del piso principal, ni el descenso desde un piso situado más abajo del piso principal. Los pasajeros deben ir primero al piso principal y después a los pisos destino. Los ascensores que poseen esta maniobra cuentan con una memoria en la que se registran desde la cabina las órdenes de subida o bajada que se produzcan. Los botones de llamada de planta, situados en el piso principal, incluyen botones para desplazamientos ascendentes y descendentes; en los pisos situados por encima del piso principal solo dispone de botón para el desplazamiento descendente. En los pisos situados por debajo del piso principal solo se dispone de botón para desplazamiento ascendente. Los botones de llamada están situados en el panel de control de la cabina en el interior de la misma. El funcionamiento del ascensor es el siguiente: 1. Al pulsar un botón de llamada de planta se registra una llamada de planta. La cabina responde a las llamadas en la dirección en la cual se desplaza en ese momento. 2. Al pulsar un botón de cabina se registra una llamada de cabina, así como a las llamadas de planta asignadas a la cabina, una después de otra. 3. Si no hay más llamadas se cabina o de planta asignadas a la cabina en la dirección en que se desplaza en ese momento, la cabina invierte automáticamente la dirección y comienza a responder a las llamadas de planta que le fueron asignadas en la dirección contraria, así como a las llamadas de cabina recién registradas. 4. Si después de responder a todas las llamadas no se produce ninguna más, la cabina se detiene en el último piso servido con las puertas abiertas. Maniobra colectiva-selectiva de ascenso y descenso. El método de funcionamiento colectivo-selectivo de una cabina es el tipo más común de funcionamiento de un ascensor. Los ascensores que poseen esta maniobra cuentan con una memoria en la que registran, tanto desde la cabina como desde los rellanos, todas las órdenes impartidas, ya sean de subida o de bajada. Esta maniobra es muy recomendable en ascensores de pasajeros en edificios comerciales, grandes almacenes, edificios de la administración pública y ascensores de hospitales. En cada rellano hay un botón de llamada para desplazamiento ascendente y otro para desplazamiento descendente. En el último piso hay solo un botón de llamada de planta para desplazamiento descendente mientras que en el primer piso hay sólo botón de llamada de planta para desplazamiento ascendente. El funcionamiento del ascensor es el siguiente: 1. Al pulsar un botón se registra una llamada. La cabina responde a las llamadas hechas en la dirección de desplazamiento de la cabina en ese momento, una llamada después de otra.

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2. Al pulsar un botón se registra una llamada. La cabina responde a las llamadas hechas en la dirección de desplazamiento de la cabina en ese momento, una llamada después de otra. 3. Si después de responder a todas las llamadas no se produce ninguna más, la cabina queda aparcada en el último piso servido con las puertas abiertas. Alternativamente, la cabina quedará aparcada en un piso predeterminado, por lo general en el piso más bajo, si el pasajero ha especificado previamente dicho piso. Los pasajeros deben pulsar el botón de llamada de planta y el botón de cabina. Las demás operaciones son automáticas. Maniobra dúplex. La maniobra dúplex es la más común para dos ascensores en control de grupo debido a que con esta maniobra se logra el máximo rendimiento de ambos ascensores. En cada planta hay solo un botón de llamada para desplazamiento ascendente y otro para desplazamiento descendente. En el último piso hay solo un botón de llamada de planta para desplazamiento descendente mientras que en el primer piso solo hay un botón de llamada de planta para desplazamiento ascendente. Los botones de llamada están situados en el panel de control de cada cabina en el interior de cada una. El funcionamiento del ascensor es el siguiente: 1. Al pulsar el botón de llamada de planta se registra una llamada de planta y se realiza la asignación de una de las dos cabinas. 2. Al pulsar el botón de cabina en la cabina se registra una llamada de cabina y la cabina responde a esa llamada, así como a las llamadas de plantas asignadas a la cabina, una después de otra. 3. Si no hay más llamadas de cabina o de planta asignadas a la cabina en la dirección en que se desplaza en ese momento, la cabina invierte automáticamente la dirección y comienza a responder a las llamadas de planta que le fueron asignadas, así como a las llamadas de cabina recién registradas. Los pasajeros deben pulsar el botón llamada de planta y el botón de Cabina, las demás operaciones son automáticas.

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