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1. Informe 1.1. Historia El primer ascensor se construye en 1743 en Versalles para el rey Luis. Construido en el exterior del edificio y accionado por contrapesos, sirve para que el monarca acceda desde sus habitaciones, en el primer piso, a las de su amante, mademoiselle de Chateauroux, en el segundo. A principios del siglo XIX funcionaban algunos ascensores hidráulicos, que ascendían al llenarse de agua un émbolo debajo de la cabina y bajaban cuando se vaciaba. En 1829, se construye el primer ascensor mecánico, con poleas y contrapesos, en Londres, en el Coliseo de Regent’s Park, con una capacidad de diez personas. El primer ascensor público se inaugura el 23 de marzo de 1857 en Nueva York para un edificio de cinco plantas propiedad de E.V. Haughtwout & Co. En 1853, el americano Elisha Otis inventó los primeros frenos, que garantizaban la seguridad de los ascensores. En Francia, León Edoux construye en 1889 el ascensor hidráulico de la Torre Eiffel, con 160 metros de recorrido, que no será sustituido hasta 1984 por un sistema más moderno que no usa contrapeso. Poco antes, Werner von Siemens, en 1880, había introducido el uso del motor eléctrico para hacer funcionar los ascensores. En 1887 se inventa el ascensor eléctrico, que funciona con un motor eléctrico que acciona un tambor al que se enrolla un cable Este modelo será el que se use en los rascacielos. La torre Sears de Chicago, por ejemplo, tiene 110 ascensores. En los años veinte ya se construyen en Estados Unidos aparcamientos elevadores con montacargas que elevan los autos a diferentes alturas.
El ascensor es un medio de transporte de personas y carga, instalado permanentemente en un edificio, provisto de una cabina, que da servicio a niveles definidos, que dispone de maquinaria y medios de suspensión propios y se desplaza a través de guías rígidas. El ascensor es un sistema indispensable para desplazarse verticalmente dentro de los edificios. Además, es el medio de transporte estadísticamente más seguro si se considera el número de accidentes por trayecto. Sin duda ninguna la aparición y continua evolución del ascensor ha cambiado la fisonomía de los edificios y, por consiguiente, de las ciudades a partir de las primeras décadas del siglo XX. Desde entonces se ha producido el crecimiento en sentido vertical. ● ASCENSORES ELÉCTRICOS Los ascensores eléctricos actuales son también denominados ascensores de tracción (por adherencia). El movimiento se transmite de la máquina (motor eléctrico) a la cabina a través de la fricción mecánica entre una polea acanalada, según una geometría adecuada, que es solidaria a la máquina y unos cables metálicos que suspenden la cabina. En el extremo opuesto a cabina, los cables suspenden un contrapeso cuyo principal cometido es equilibrar parcialmente el peso de la cabina con el consiguiente ahorro de energía. Existen diferentes soluciones constructivas en función de la localización del cuarto de máquinas y del factor de suspensión.
Normas La construcción de ascensores debe tener en cuenta lo siguiente: En el caso de ascensores de uso público o privado las dimensiones mínimas de la cabina deben ser las siguientes: 1.20 m de ancho y 1. m de fondo y, asimismo, de la dotación de ascensores requeridos, por lo menos una de las cabinas debe medir 1.50 m de ancho y 1.40 m de profundidad. Para el caso de edificaciones de uso residencial que cuenten con elevador, las dimensiones mínimas del interior de la cabina deben ser de 1.00 m de ancho y 1.25 m de fondo. Los pasamanos deben tener una sección uniforme que permita una fácil y segura sujeción, separados por lo menos 0.035 m. de la cara interior de la cabina y una altura entre 0.85 m. y 0.90 m., medida verticalmente al eje del pasamanos. Las botoneras exteriores e interiores de la cabina se deben ubicar entre 0.90 m. y 1.35 m. de altura. Todas las indicaciones de las botoneras deben tener su equivalente en sistema Braille. Las puertas de la cabina y del piso deben ser automáticas y con sensor de paso; con un ancho mínimo de puerta de: 0.80 m. para ascensores de hasta 450 Kg. 0.90 m. para ascensores mayores de 450 Kg. Delante de las puertas debe existir un espacio de 1.50 m. de diámetro que permita el giro de una persona en silla de ruedas. En una de las jambas de la puerta debe colocarse el número de piso en sistema braille. Las señales audibles deben ser ubicadas en los lugares de llamada para indicar cuando el elevador se encuentra en el piso de llamada. Reglamentos de los Ascensores Los ascensores que se instalen en las edificaciones deben cumplir lo siguiente: Los ascensores eléctricos deben ser fabricados conforme a la Norma Europea EN-81 “Reglas de seguridad para la construcción e instalación de ascensores. Parte 1: Ascensores eléctricos”, u otra norma equivalente. Los ascensores hidráulicos deben ser fabricados conforme a la Norma Europea EN81 “Reglas de seguridad para la construcción e instalación de ascensores. Parte 2: Ascensores hidráulicos”, u otra norma equivalente. El contratista general de la obra debe proporcionar al propietario de la edificación el certificado de calidad, la ficha técnica de equipos y las pruebas de los elementos de seguridad, emitidos por el fabricante de los ascensores a ser instalados, así como de sus componentes, que
cumpliendo las condiciones indicadas en el código nacional de electricidad. Deben tener un tablero eléctrico normalizado bajo el Código Nacional de Electricidad e independiente por cada ascensor o equipo de transporte vertical, ubicado en la sala de máquinas o ambiente normalizado, bajo la regulación técnica vigente para este caso. Según el fabricante se puede proveer un sistema de puesta a tierra independiente para los ascensores. Los valores de resistencia requeridos del sistema puesto a tierra deben estar determinados por el fabricante, cumpliendo las condiciones indicadas en el Código Nacional de Electricidad. Las instalaciones de telecomunicaciones para los equipos de transporte vertical deben accionar la señalética, avisos visuales, sonoros, alarmas y de mando, al interior y exterior de la cabina del ascensor, avisos sonoros para personas con discapacidad visual. Asimismo, deben accionar los sensores de seguridad como los de apertura y cierre de las puertas, alarma de exceso de peso para transportar, mal funcionamiento, intercomunicador de emergencia, parlantes para la difusión de avisos comerciales y música ambiental, equipos de amplificación de señales de telefonía celular, en cumplimiento de las condiciones indicadas en el Código Nacional de Electricidad. Esta disposición también opera en el caso de cabinas que operen puertas de acceso en dos lados diferentes. Las instalaciones eléctricas y de telecomunicaciones propias del equipo de transporte vertical en su totalidad deben ser efectuadas y garantizadas por el fabricante. Está prohibido la adición o inclusión de instalaciones de telecomunicaciones que no fueran las permitidas y no se encuentren certificadas por el fabricante. 5.9 Con respecto a la capacidad de la cabina, ésta debe tener unas dimensiones máximas según la Tabla 01 (por peso) y unas dimensiones mínimas según la Tabla 02 (por número de personas). Tabla 01 Carga Nominal (kg) Área útil máxima de la cabina (m2) 300 0, 375 1, 400 1, 450 1, 525 1, 600 1, 630 1, 675 1, 750 1, 800 2, 825 2, 900 2,
Nota: Por encima de los 2,500 kg añadir 0,16 m2 por cada 100 kg adicionales. Para cargas intermedias se determina la superficie por interpolación lineal. Tabla 02 Número de pasajeros Área útil máxima de la cabina (m2) 4 0, 5 0, 6 1, 7 1, 8 1, 9 1, 10 1, 11 1, 12 2, 13 2, 14 2, 15 2, 16 2, 17 2, 18 2, 19 2, 20 3, Nota: Por encima de 20 pasajeros añadir 0,115 m2 por cada pasajero adicional. 5.10 En relación con los rótulos de la cabina y del pozo o ducto, se debe cumplir también con lo siguiente: Las placas o carteles deben estar fijados o grabados al panel, desde el fabricante. La vida útil del rótulo debe ser igual a la vida útil del equipo. Se deben ubicar en lugares visibles y sus caracteres deber ser legibles con facilidad de lectura. El rótulo debe indicar la carga útil y el número de pasajeros.
Cada 4 años, para ascensores instalados en edificios de más de 20 viviendas o de más de 4 plantas de recorrido. Cada 6 años, para ascensores instalados en edificios no incluidos en los apartados anteriores. Si su ascensor no cumple estos plazos, exija al propietario del edificio. El propietario, titular o administrador de un edificio donde haya ascensor tiene la responsabilidad de mantenerlo en perfecto estado de funcionamiento y de impedir su utilización cuando no ofrece las correspondientes garantías de seguridad. Los precios de las revisiones, los mantenimientos y las inspecciones periódicas son libres. Otros Consejos: En caso de instalación o reparación del ascensor, tiene derecho a un presupuesto previo en el que debe constar, como mínimo, el tiempo de validez, la fecha de inicio y finalización de los trabajos, el precio de las piezas y el tiempo invertido. El importe de la factura no puede superar la cantidad presupuestada. Los conceptos y las cuantías tanto del presupuesto como de la factura deben estar debidamente desglosados. Antes de firmar el contrato de mantenimiento lea detalladamente las condiciones teniendo en cuenta que: Contratos superiores a 2-3 años no son recomendables. El mismo contrato debe indicar el índice anual de revisión de precios, que debe ser un índice fijo y determinado. La jurisdicción competente en caso de conflictos es siempre la del domicilio del consumidor. 1.3. Parámetros 1.3.1. FUNCIONAMIENTO: La máquina ascensor, se utilizará para trasladar pasajeros (9) verticalmente en un edificio de 15 pisos. En el cual debe trasladarlo a la persona hasta el piso deseado ingresado en el panel de control. 1.3.2. GEOMETRÍA: Criterio Tipo de cabina 2A 1 Alto de la cabina 2 m 2 Peso neto 750 Kg Área de la cabina 1.50 m^2 Ancho de la cabina 1.40 m 4 Largo de la cabina 1.36 m 5 Velocidad neta 1.2 m/s 6 (^1) Se eligió una cabina con puerta de lados contiguos enfrentados. (^2) Estándar mínimo requerido por la norma española. (^3) Ver tabla 1 (^4) Mínimo esperado. (^5) Sale de la fórmula Ancho× Largo = Área
Los movimientos serán verticales 1.3.4. FUERZA: ● El ascensor debe elevar un peso de 750Kg como mínimo, puesto que elevara a 9 personas de aproximadamente 80Kg C/U; adicionando el peso del contrapeso. ● Mayor detalle se mostrará en el punto 2. 1.3.5. ENERGÍA: Energía eléctrica alterna de 220V/60Hz para control de motores. 1.3.6. MATERIAL: Se utilizará hierro y acero inoxidable. 1.3.7. CONTROL DEL ASCENSO Tenemos 3 opciones de controladores del funcionamiento del ascensor PLC es muy utilizado en las industrias para que ejecuten tareas las cuales pueden ser peligrosas, repetitivas o de precisión. Arduino Es un dispositivo electrónico de código abierto basado en hardware y software libre, es utilizada como una tarjeta de control y adquisición de datos. Raspberry Es un ordenador de placa reducida, con puertos GPIO, basa en programación Linux, este ordenador soporta varios componentes necesarios en un ordenador común, es pequeño pero capaz de realizar acciones como procesador de texto, multimedia y sirve también como una tarjeta de control, con el uso de sus puertos GPIO. 1.3.8. SENSORES DE VELOCIDAD El sensor de medición lineal: es un sistema de posicionamiento de código de barras de alta precisión y sin contacto. Gracias a su tecnología de cámaras, el sensor no sufre desgaste ni necesita mantenimiento con una resolución ajustable de hasta 0,1 mm. Encoder: Es un dispositivo electrónico de detección que genera una respuesta en función a una revolución. 1.3.9. SENSORES DE SEGURIDAD Limitador de velocidad (^6) Ver Tabla 3
portante, etc. que garantizan la accesibilidad en cualquier lugar sea en el hogar o en empresas 1.4.4. ASCENSOR SALES Es una marca de ascensores española, que se ha dedicado durante más de 30 años a la instalación y conservación de los ascensores. Ascensores Sales ofrece una gran variedad de elevadores, montacargas, ascensores eléctricos, plataformas para minusválidos, monta coches, ascensores eléctricos, entre otros. Así como también otorgarte las mejores soluciones dependiendo de tus necesidades, además de ser una de las marcas de ascensores más conocidas del mercado, razón por la que se encuentra reflejada en nuestra lista. 1.4.5. ELESER Una marca y empresa que comenzó su travesía en el mercado desde 1994 basándose de lleno en la instalación y fabricación de montacargas para el exigente mercado industrial de la época. En el año 2000 la marca Eleser paso a incorporar en su catálogo la fabricación de ascensores, incursionando en un nuevo mercado, no solo eso, también integraron elevadores para mercancía capaces de movilizar entre 100 y 10.000kg.
2. Especificaciones básicas para el diseño Capacidad de la cabina (número de personas y peso) 9 personas por cabina 9*75 kg el peso de la carga es 675 kg y se considera un existente de 30 kg total 705 kg Peso de la cabina en vacío y a máxima capacidad de carga Peso de la cabina 550 kg a máxima carga 1270 kg Número de pisos y distancia de recorrido El ascensor será colocado en un edificio de 15 pisos Altura por piso 3 m. Altura total 45 m. Velocidad de movimiento de la cabina y su aceleración Velocidad = 1.2 m/s y la aceleración = 0.9 m/s^2 DETERMINAR LAS FUERZAS NECESARIAS PARA EL MOVIMIENTO DE LA CABINA F =( p ∗ g )+( p ∗ a ) p = peso (considerando la reducción de peso, producto del contra peso) g = gravedad a = aceleración del movimiento del ascensor Peso de la cabina a plena carga = 1270 kg Peso del contrapeso = peso en vacío de la cabina + 50% de la carga
550 kg + 353 kg = 903 kg Peso resultante = Peso de la cabina cargada – contrapeso 1270 kg – 903 kg = 367 kg
2
2 ) F =3930.57 N DETERMINAR LA POTENCIA NECESARIA PARA EL MOVIMIENTO DE LA CABINA P = Ƭω P= Potencia de la máquina Ƭ = torque del motor = Fd F = fuerza de la polea ω = velocidad angular Velocidad tangencial = 1.2 m/s R = radio de la polea = 0.225m ω = Vtg/R ω = 1.2/0.225 => 5.33rad/s Ƭ=3930.57 N * 0.225 m => 884.38 Nm P = Ƭω P = 884.38*5. P = 4713. F = 3930.57 N
V (^) r =
V (^) r =22. V (^) r preferido =22.
3. Cálculo del reductor Para determinar la distancia entre los ejes se tiene: aw = 61 × 3
3
Donde: T (^) 2 : Momento de torsión del eje lento
Para elegir un material que nos garantice una distancia entre ejes mínima se tienen las siguientes especificaciones: Acero: AISI 3215 Cementado Diámetro (mm) Mínimos y máximos alcanzables (N/mm^2 )
Acero: AISI 5115 Mínimos y máximos alcanzables (N/mm^2 )
Acero: AISI 4340H Bonificado Diámetro (mm) Mínimos y máximos alcanzables (N/mm^2 )
Acero: AISI 4140 Bonificado Diámetro (mm) Mínimos y máximos alcanzables (N/mm^2 )
Acero: DIN 20 Mn V 6 Templado Mínimos y máximos alcanzables (N/mm^2 )
Acero: DIN 20 Mn V 6 Recocido Mínimos y máximos alcanzables (N/mm^2 )
Acero: AISI 4340H Recocido Diámetro (mm) Mínimos y máximos alcanzables (N/mm^2 )
Se escoge el Acero: AISI 4340H Bonificado
m m 2 aw =562.15 mm aw = 700 mm Se escoge el número de dientes del sinfín VR De 8 a 14 De 14 a 30 Más de 30 Z 1 4 2 1 Z 1 = 2 Se escoge el número de dientes de la rueda o corona Z 2 = Z 1 × V Rtc Z 2 = 2 × 22. Z 2 =44.8 ≈ 44 Se determina el módulo m =(1.5 … 1.7) × aw Z 2 m 1 =1.5 ×
m 2 =1.7 ×
