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Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 1 Índice Índice...............................................................................................................................1 C Cálculos III .................................................................................................................3 C.1 Soldaduras .............................................................................................................3 C.1.1 Soldaduras bastidor posterior-bastidor inferior ........................................................ 3 C.1.2 Soldaduras bisagra-bastidor inferior ....................................................................... 18 C.1.3 Soldaduras pared 1-bastidor inferior....................................................................... 43 C.1.4 Soldaduras pared 2-bastidor inferior....................................................................... 55 C.2 Inclinación de la plataforma ................................................................................70 C.2.1 Sin carga ................................................................................................................. 70 C.2.2 Con carga nominal .................................................................................................. 71 C.2.3 Con carga nominal multiplicada por 1,2................................................................. 72 C.3 Estudio económico ..............................................................................................72 C.3.1Coste de fabricación................................................................................................. 72 C.3.2 Estudio de rentabilidad ........................................................................................... 75

4-Anexo C Cálculos III

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calculos montacargas a cremallera

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  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 1

    ndice

    ndice...............................................................................................................................1

    C Clculos III .................................................................................................................3

    C.1 Soldaduras .............................................................................................................3

    C.1.1 Soldaduras bastidor posterior-bastidor inferior ........................................................3

    C.1.2 Soldaduras bisagra-bastidor inferior .......................................................................18

    C.1.3 Soldaduras pared 1-bastidor inferior.......................................................................43

    C.1.4 Soldaduras pared 2-bastidor inferior.......................................................................55

    C.2 Inclinacin de la plataforma................................................................................70

    C.2.1 Sin carga .................................................................................................................70

    C.2.2 Con carga nominal ..................................................................................................71

    C.2.3 Con carga nominal multiplicada por 1,2.................................................................72

    C.3 Estudio econmico ..............................................................................................72

    C.3.1Coste de fabricacin.................................................................................................72

    C.3.2 Estudio de rentabilidad ...........................................................................................75

  • 2 Anexo C Clculos III

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 3

    C Clculos III

    C.1 Soldaduras

    C.1.1 Soldaduras bastidor posterior-bastidor inferior

    A travs de estas soldaduras se transmite el peso de la plataforma y de la carga nominal al bastidor posterior, y de ste el motor y a la cremallera. Para dimensionarlas, primero hay que conocer las solicitaciones en los nudos, proporcionadas por Metal 3D. En las tablas C.1 y C.2 se muestran las cargas sobre los nudos para carga nominal colocada a la izquierda y a la derecha del mstil de la plataforma, respectivamente.

    Carga nominal a la izquierda

    Barra 2-3, nudo 2

    Barra 6-7, nudo 6

    Barra 11-12, nudo 11

    Barra 17-18, nudo 17

    Barra 23-24, nudo 23

    N [N] 76890 -53120 44370 -19760 -9530 Ty [N] 20230 1620 16850 2660 -210 Tz [N] -15720 -810 -1340 980 60 Mt [N m] 290 80 100 -60 -110 My [N m] -5180 -1580 1150 470 70 Mz [N m] 7430 1890 5070 770 -10

    Carga nominal a la derecha

    Barra 2-3, nudo 2

    Barra 6-7, nudo 6

    Barra 11-12, nudo 11

    Barra 17-18, nudo 17

    Barra 23-24, nudo 23

    N [N] 45950 -30980 71570 -30700 -17000 Ty [N] 18900 4760 20090 -580 -2900 Tz [N] -1770 2030 -3310 3660 -550 Mt [N m] 200 -490 230 -140 -510 My [N m] -960 -730 4560 1850 350 Mz [N m] 5830 1890 6670 390 -500

    El sentido de las cargas sobre los nudos est referido a los ejes locales de las barras (figura C.1; en esta figura se representan los ejes locales de la barra 2-5, que son los mismos para las barras 6-7, 11-12, 17-18 y 23-24).

    Tabla C.1 Cargas sobre los nudos del bastidor posterior unidos mediante soldaduras al bastidor inferior, carga nominal colocada a la izquierda del mstil

    Tabla C.2 Cargas sobre los nudos del bastidor posterior unidos mediante soldaduras al bastidor inferior, carga colocada a la derecha del mstil

  • 4 Anexo C Clculos III

    Para reforzar la unin entre bastidor posterior e inferior, se colocan unas placas de refuerzo a cada lado del bastidor posterior, en la parte inferior, que se sueldan al bastidor posterior y al inferior (figura C.2).

    Tensin admisible

    La tensin admisible del cordn para cargas estticas se calcula como

    Figura C.1 Bastidor posterior

    Figura C.2 Placas de refuerzo de la unin entre el bastidor posterior y el inferior (en verde)

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 5

    adm2adm = [Niemann, 1981, p.172] (C.1)

    donde adm es la tensin admisible del material (acero S 355), que es igual al lmite elstico (e = 355 N/mm2) dividido entre el coeficiente de seguridad SN, que se toma igual a 3. Por tanto,

    2

    N

    eadm N/mm 33,1183

    355===

    S

    (C.2)

    Los coeficientes y 2 son igual a, respectivamente, 0,8 para cordones en ngulo [Niemann, 1981, p.172] y 1 para calidad de la costura controlada [Niemann, 1981, p.173].

    Por tanto,

    2adm N/mm 67,9433,11818,0 == (C.3)

    Nudo 2

    Al ser las fuerzas y momentos que actan sobre el nudo 2 mayores cuando la carga nominal se

    considera situada a la izquierda del mstil, se dimensionan los cordones para soportar estas solicitaciones. La configuracin de las soldaduras en el nudo 2 se muestra en la figura C.3.

    Figura C.3 Soldaduras en el nudo 2

  • 6 Anexo C Clculos III

    La garganta, la longitud y la longitud de clculo de cada cordn de soldadura son

    a1 = 9 mm L1 = 100 mm l1 = L1-2a1 = 82 mm

    a2 = 6 mm L2 = 80 mm l2 = L2-2a2 = 68 mm

    a3 = 10 mm L3 = 237 mm l3 = L3-2a3 = 217 mm (C.4)

    Se considera que las cargas se reparten sobre cada cordn proporcionalmente al rea al del cordn. Por tanto, la carga que acta sobre el cordn i es

    =

    ii

    iii la

    laFF

    (C.5)

    donde Fi es la fuerza o momento sobre el cordn i, F es la fuerza o momento sobre el nudo,

    aili es el rea del cordn i y aili es la suma de las reas de todos los cordones del nudo. En este caso,

    a1l1 = 738 mm2 a2l2 = 408 mm2 a3l3 = 2170 mm2 aili = 6632 mm2 (C.6)

    Por tanto, las cargas que actan sobre cada cordn de soldadura son (tabla C.3)

    Carga Nudo 2 Cordones 1 Cordones 2 Cordones 3 N [N] 76890 8556,22 4730,27 25158,52 Ty [N] 20230 2251,17 1244,55 6619,29 Tz [N] -15720 -1749,30 -967,09 -5143,61 Mt [N mm] 290000 32270,81 17840,77 94888,42 My [N mm] -5180000 -1790193 -1790193 -3389807 Mz [N mm] 7430000 2567786,49 2567786,49 4862213,51

    Para calcular la tensin en los cordones de soldadura 1 y 3 (unin esquinada, cordn en ngulo plano), se calculan la tensin normal (n), la componente transversal (tI) y la componente longitudinal (tII) de la tensin tangencial que actan sobre el plano de una de las caras del cordn, referidas a la superficie de la seccin de garganta abatida sobre ese lado (figuras C.4 y C.5).

    Tabla C.3 Cargas sobre el nudo 2 y sobre cada cordn de soldadura

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 7

    Luego, se proyectan estas tensiones sobre el plano de la garganta (figura C.5), y se obtienen la tensin normal (I), la componente transversal (I) y la componente longitudinal (II) de la tensin tangencial sobre la seccin de la garganta.

    ( )II 21

    tn +=

    ( )II 21

    tn +=

    IIII t= (C.7)

    Para calcular la tensin en los cordones 2 (unin esquinada a tope), se calculan la tensin normal (n), la componente transversal (tI) y la componente longitudinal (tII) de la tensin

    Fig. C.4 a) Corte transversal de uno de los cordones de soldadura 1; b) cordn de soldadura 1 en 3D con tensiones; c) corte transversal de uno de los cordones de soldadura 3; d) cordn de soldadura 3 en 3D con tensiones.

    Fig. C.5 Tensiones en el cordn de soldadura proyectadas sobre la seccin de garganta

  • 8 Anexo C Clculos III

    tangencial sobre el plano superior del cordn, y luego se abaten sobre la seccin de la garganta de la misma manera que en el caso de los cordones 1 y 3 (figura C.6).

    Tensiones provocadas por los esfuerzos normal y cortante

    Sea Fi el esfuerzo (normal o tangencial) sobre el cordn i, la tensin producida por Fi sobre el cordn es

    ( )ii

    iFiFi la

    Ftn

    = (C.8)

    Por tanto, como se conocen las cargas sobre cada cordn provocadas por los esfuerzos normal y tangencial, las tensiones en los cordones son (tabla C.4)

    Cordones 1 Cordones 2 Cordones 3 N nN1 = 11,59 N/mm2 nN2 = 11,59 N/mm2 tIIN3 = 11,59 N/mm2 Ty tITy1 = 3,05 N/mm2 tIITy2 = 3,05 N/mm2 tITy3 = 3,05 N/mm2 Tz tIITz1 = -2,37 N/mm2 tITz2 = -2,37 N/mm2 nTz3 = -2,37 N/mm2

    Tensiones provocadas por el momento torsor

    Se hace la hiptesis de que el momento torsor se reparte sobre las soldaduras 1 y 2 de la

    siguiente manera (figura C.7)

    Fig. C.6 a) Corte transversal de uno de los cordones de soldadura 2; b) Vista en 3D del cordn de soldadura, con las tensiones normal y tangencial que actan sobre el plano superior

    Tabla C.4 Tensiones en los cordones de soldadura provocadas por los esfuerzos normal y tangencial

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 9

    Por tanto, la tensin sobre cada cordn se calcula como la provocada por un momento torsor sobre un perfil delgado abierto. Es decir,

    Cordones 1 222

    11

    t11tII N/mm 58,14

    98231

    81,32270

    31

    ===

    al

    Mt M (C.9)

    Cordones 2 222

    22

    t22tII N/mm 86,21

    66831

    77,17840

    31

    ===

    al

    Mt M (C.10)

    En el caso de la soldadura 3, se sustituye el momento torsor por un par que acta sobre los cordones (figura C.8).

    Fig. C.7 Momento torsor sobre las soldaduras 1 y 2

  • 10 Anexo C Clculos III

    N 32,1054108042,94888

    32

    t35 =+

    =

    +=

    aLMF (C.11)

    Por tanto, la tensin provocada por el momento torsor sobre los cordones de soldadura 5 es

    2

    33

    33t N/mm 49,02170

    32,1054

    ===

    laF

    nM (C.12)

    Tensiones provocadas por el momento flector My

    La tensin provocada por el momento flector My en los cordones de soldadura 1 y 2 es igual a

    zI

    Mn

    y

    yMy

    21

    2121

    = (C.13)

    donde Iy1-2 es el momento de inercia de la seccin compuesta por los cordones de soldadura 1 y 2 respecto al eje y (figura C.9).

    2121 22 yyy III += (C.14)

    Momento de inercia del cordn 1

    433

    111 mm 41352612

    82912

    ===

    laI y (C.15)

    Momento de inercia del cordn 2

    Fig. C.8 Momento torsor sobre los cordones de soldadura 3

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 11

    221

    22Y2 2

    +=

    aLAII y (Teorema de Steiner) (C.16)

    433

    222Y mm 122412

    66812

    ===

    alI (C.17)

    42

    2 mm 90249626100)686(1224 =

    +=yI (C.18)

    Momentos de inercia de los cordones 1 y 2

    42121 mm 26320449024962413526222 =+=+= yyy III (C.19)

    As, en el punto A, la tensin provocada por My es

    21

    21

    21A21 N/mm 01,342

    100

    26320441790193

    2 =

    ==

    LI

    Mn

    y

    yM y

    (C.20)

    Y en el punto B

    21

    21

    21B21 N/mm 89,272

    82

    26320441790193

    2 =

    ==

    lI

    Mn

    y

    yM y

    (C.21)

    Fig. C.9 Cordones de soldadura 1 y 2

  • 12 Anexo C Clculos III

    Y la tensin provocada por My en los cordones de soldadura 3 es (figura C.10)

    ( ) ( ) 233

    133II N/mm 62,1521702

    210033898072

    2=

    ==

    laLM

    t yM y (C.22)

    2'2

    1

    333 L

    MFF y==

    Tensiones provocadas por el momento flector Mz

    La tensin provocada por el momento flector Mz en los cordones de soldadura 1 y 2 es igual a

    yI

    Mn

    z

    zM z

    21

    2121

    = (C.23)

    donde Iz1-2 es el momento de inercia de la seccin compuesta por los cordones de soldadura 1 y 2 respecto al eje z (figura C.9).

    2121 22 zzz III += (C.24)

    Momento de inercia del cordn 1

    Fig. C.10 Momento flector My sobre los cordones de soldadura 3 (en azul) y fuerza equivalente sobre los cordones (en verde)

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 13

    212

    11Z1 2

    ++=

    aLAII z (Teorema de Steiner) (C.25)

    433

    111Z mm 50,498112

    98212

    ===

    alI (C.26)

    42

    1 mm 14664062980)829(50,4981 =

    ++=zI (C.27)

    Momento de inercia del cordn 2

    433

    222 mm15721612

    68612

    ===

    laI z (C.28)

    Momentos de inercia de los cordones 1 y 2

    42121 mm 324724415721621466406222 =+=+= zzz III (C.29)

    As, en el punto A, la tensin provocada por Mz es

    22

    21

    21A21 N/mm 89,262

    68

    146640649,2567786

    2 ===

    lI

    Mn

    z

    zM z

    (C.30)

    Y en el punto B

    212

    21

    21B21 N/mm 75,382

    9280

    146640649,2567786

    22

    =

    +=

    +=

    aLI

    Mn

    z

    zM z

    (C.31)

    Y la tensin provocada por Mz en los cordones de soldadura 3 es (figura C.11)

    2

    33

    33II N/mm 45,1221702

    59,520242

    ===

    laF

    tzM

    (C.32)

    N 59,520241080

    51,468221332

    33 =+

    =

    +=

    aLMF z (C.33)

  • 14 Anexo C Clculos III

    Tensin total en cada cordn

    En la figuras C.12 y C.13 se muestran las cargas sobre los cordones de soldadura 1 y 2 y sobre los cordones 3, respectivamente, y las tensiones en cada uno de ellos, indicando el sentido.

    Fig. C.11 Momento flector Mz sobre los cordones de soldadura 3 (en azul) y fuerza equivalente sobre los cordones (en verde)

    Fig. C.12 Cargas y tensiones sobre los cordones 1 y 2, indicando el sentido

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 15

    Cordn 2, punto A

    2

    A21A211A1

    N/mm 49,7289,2601,3459,11 =++=

    =++=++= MzMyNMzMyN nnnnnnn

    (C.34)

    22III2 N/mm 37,2=== TzTz ttt (C.35)

    22tII2IItIIIIII2 N/mm 91,2486,2105,3 =+=+=+= MTyMTy ttttt (C.36)

    ( ) ( ) 2I2A2I2A N/mm58,4937,249,7221

    21

    ==+= tn (C.37)

    ( ) ( ) 2I2A2I2A N/mm 93,5237,249,7221

    21

    ==+= tn (C.38)

    2II2II2A N/mm 91,24== t (C.39)

    ( )( )( ) 2222

    2II2A

    2I2A

    2I2Ac2A

    N/mm 83,9291,2493,528,158,49

    8,1

    =++=

    =++= (C.40)

    Fig. C.13 Cargas y tensiones sobre los cordones 3, indicando el sentido

  • 16 Anexo C Clculos III

    Cordn 1, punto B

    2

    B21B211B1

    N/mm 23,7875,3889,2759,11 =++=

    =++=++= MzMyNMzMyN nnnnnnn

    (C.41)

    21III1 N/mm 05,3=== TyTy ttt (C.42)

    21tII1IItIIIIII1 N/mm 95,1658,1437,2 ==+=+= MTzMTz ttttt (C.43)

    ( ) ( ) 2I11BI1B N/mm 47,5705,323,7821

    21

    =+=+= tn (C.44)

    ( ) ( ) 2I1B1I1B N/mm 16,5305,323,7821

    21

    =+=+= tn (C.45)

    2II1II1B N/mm 95,16== t (C.46)

    ( )( ) ( )( ) 2222

    2II1B

    2I1B

    2I1Bc1B

    N/mm 38,9495,1616,538,147,57

    8,1

    =++=

    =++= (C.47)

    Cordn 3, izquierda

    2t33i3 N/mm 86,20,49-2,37 ==+=+= MtzMtTz nnnnn (C.48)

    23III3i N/mm 05,3=== TyTy ttt (C.49)

    2

    3II3II3IIIIIIIIi3II

    N/mm 42,812,4515,6259,11 =+=

    =++=++= MzMyNMzMyN ttttttt (C.50)

    ( ) ( ) 2I3ii3I3i N/mm 13,005,386,221

    21

    =+=+= tn (C.51)

    ( ) ( ) 2I3ii3I3i N/mm 18,405,386,221

    21

    =+=+= tn (C.52)

    2II3iII3i N/mm 42,8== t (C.53)

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 17

    ( ) ( ) 22222II3i2I3i2I3ic3i N/mm 61,1242,818,48,113,08,1 =++=++= (C.54) Cordn 3, derecha

    2333d N/mm 88,149,037,2 =+=+=+= MtTzMtTz nnnnn (C.55)

    23III3d N/mm 05,3=== TyTy ttt (C.56)

    23II3II3IIIIIIIIII3d N/mm 48,1645,1262,1559,11 ==++=++= MzMyNMzMyN ttttttt

    (C.57)

    ( ) ( ) 2I3d3dI3d N/mm 83,005,388,121

    21

    =+=+= tn (C.58)

    ( ) ( ) 2I3d3dI3d N/mm 49,305,388,121

    21

    =+=+= tn (C.59)

    2II3dII3d N/mm 48,16== t (C.60)

    ( ) ( )( ) 22222II3d2I3d2I3dc3d N/mm 62,2248,1649,38,183,08,1 =++=++= (C.61) Ninguna de las cuatro tensiones c2A, c1B, c3i y c3d es mayor que la admisible adm = 94,67 N/mm2.

    Resto de nudos (6, 11, 17 y 23)

    Se sigue el mismo procedimiento para calcular el resto de nudos. Introduciendo las frmulas en una hoja de clculo, para cada nudo y tipo de carga, es suficiente un pequeo proceso de prueba y error en los valores de las profundidades de garganta a1 y a3 hasta que las tensiones de clculo en los cordones son menores que la admisible (no hay que cambiar la garganta de los cordones de soldadura 2 a2 ya que este valor viene impuesto por el diseo de la unin).

    Se muestran los resultados en la tabla C.5.

  • 18 Anexo C Clculos III

    Nudo 2 Nudo 6 Nudo 11 Nudo 17 Nudo 23 a1 [mm] 9 6 9 3 6 a2 [mm] 6 6 6 6 6

    a3 [mm] 10 5 10 3 5 c2A [N/mm2] 92,84 48,85 39,20 29,94 18,07 c1B [N/mm2] 94,37 52,43 46,29 42,03 18,17 c3i [N/mm2] 12,61 13,08 36,57 4,18 2,82

    Carga nominal a la izquierda del mstil

    c3d [N/mm2] 22,61 41,85 9,63 14,08 2,65 c2A [N/mm2] 47,28 87,00 79,28 55,97 81,79 c1B [N/mm2] 51,33 88,01 83,60 82,35 83,50 c3i [N/mm2] 18,87 3,74 63,06 8,22 7,91

    Carga nominal a la derecha del mstil

    c3d [N/mm2] 8,39 29,36 4,58 1,53 3,49

    En ningn caso se supera la tensin admisible.

    C.1.2 Soldaduras bisagra-bastidor inferior

    Estas soldaduras sirven para unir las bisagras en las cuales se articulan las puertas de la plataforma con el bastidor inferior. Corresponden a los nudos 2 y 7 de la figura C.14. Se muestran tambin las fuerzas V1 = V2 = V3 = 1000 N, que son las que

    debe resistir la puerta sin deformacin permanente [UNE-EN 12158-1, 2001, p.31].

    Segn Metal 3D, las reacciones a las fuerzas V1, V2 y V3 en los nudos 2 y 7 son (tabla C.6)

    V1 V2 V3 Ry [N] Rz [N] Ry [N] Rz [N] Ry [N] Rz [N] Nudo 2 -100 1320 170 940 170 820 Nudo 7 -20 320 -170 700 -170 820

    Tabla C.5 Tensiones de clculo en los cordones de soldadura de cada nudo

    Tabla C.6 Reacciones en los nudos 2 y 7 a V1, V2 y V3

    Fig. C.14 Fuerzas V1, V2 y V3 sobre la puerta

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 19

    El nudo que recibe mayores esfuerzos es el 2, por tanto se dimensionan las soldaduras para este nudo, y el resto se hacen iguales.

    Las soldaduras de las bisagras se han dividido en 4 grupos, A, B, C y D (figuras C.15 a C.18).

    Fig. C.15 Soldaduras A

    Fig. C.16 Soldaduras B

  • 20 Anexo C Clculos III

    Para calcular la tensin en los cordones de soldadura (unin esquinada, cordn en ngulo plano), se calculan la tensin normal (n), la componente transversal (tI) y la componente longitudinal (tII) de la tensin tangencial que actan sobre el plano de una de las caras del cordn, referidas a la superficie de la seccin de garganta abatida sobre ese lado (figura C.19).

    Fig. C.17 Soldaduras C

    Fig. C.18 Soldaduras D

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 21

    Tensin admisible

    Esta vez, al utilizarse acero S 235, de lmite elstico e = 235 N/mm2, la tensin admisible es

    2

    N

    eadm N/mm 33,783

    235===

    S

    (C.62)

    Y el coeficiente 2 se toma igual a 0,5 (cordn sin indicaciones de calidad). Por tanto,

    2adm2adm N/mm 33,3133,785,08,0 === (C.63)

    Soldaduras A

    La profundidad de garganta, la longitud y la longitud de clculo de cada cordn son

    a1 = 2,8 mm L1 = 70 mm l1 = L1-2a1 = 64,4 mm

    a2 = 2,8 mm L2 = 20 mm l2 = L2-2a2 = 14,4 mm (C.64)

    Se considera que las cargas se reparten sobre cada cordn proporcionalmente al rea al del cordn. Por tanto, la carga que acta sobre el cordn i es

    =

    ii

    iii la

    laFF

    (C.65)

    donde Fi es la fuerza o momento sobre el cordn i, F es la fuerza o momento sobre el nudo, aili es el rea del cordn i y aili es la suma de las reas de todos los cordones del nudo. En este caso,

    Fig. C.19 Tensiones en el cordn de soldadura proyectadas sobre la seccin de garganta

  • 22 Anexo C Clculos III

    a1l1 = 180,32 mm2 a2l2 = 40,32 mm2

    aili = 2a1l1+4a2l2 = 521,92 mm2 (C.66)

    Fuerza V1

    Las cargas que actan sobre cada cordn de soldadura son (tabla C.7)

    Carga Nudo 2 Cordones 1 Cordones 2 Fy [N] 100 34,55 7,73 Fz [N] -1320 -456,05 -101,97

    La tensin sobre cada cordn es igual a la carga sobre ese cordn dividida entre el rea aili. Por tanto,

    Cordones 1 Cordones 2 Fy tIIFy1 = 0,19 N/mm2 tIFy2 = 0,19 N/mm2 Fz tIFz1 = -2,53 N/mm2 tIIFz2 = -2,53 N/mm2

    La tensin total en cada cordn es

    Cordn 1

    n1 = 0 (C.67)

    tI1 = -2,53 N/mm2 (C.68)

    tII1 = 0,19 N/mm2 (C.69)

    ( ) ( ) 2I11I1 N/mm 79,153,2021

    21

    ==+= tn (C.70)

    ( ) ( ) 2I11I1 N/mm 79,153,2021

    21

    ==+= tn (C.71)

    2II1II1 N/mm 19,0== t (C.72)

    Tabla C.7 Cargas sobre el nudo 2 y sobre cada cordn de soldadura

    Tabla C.8 Tensiones en los cordones de soldadura A

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 23

    ( ) ( ) ( )( ) 22222II12I12I1c1 N/mm 01,319,079,18,179,18,1 =++=++= (C.73)

    Cordn 2

    n2 = 0 (C.74)

    tI2 = 0,19 N/mm2 (C.75)

    tII2 = -2,53 N/mm2 (C.76)

    ( ) ( ) 2I22I2 N/mm 13,019,0021

    21

    =+=+= tn (C.77)

    ( ) ( ) 2I22I2 N/mm 13,019,0021

    21

    =+=+= tn (C.78)

    2II2II2 N/mm 53,2== t (C.79)

    ( ) ( )( ) 22222II22I22I2c2 N/mm 40,353,213,08,113,08,1 =++=++= (C.80)

    Fuerza V2

    Las cargas que actan sobre cada cordn de soldadura son (tabla C.9)

    Carga Nudo 2 Cordones 1 Cordones 2 Fy [N] -170 -58,73 -13,13 Fz [N] -940 -324,76 -72,62

    La tensin sobre cada cordn es igual a la carga sobre ese cordn dividida entre el rea aili. Por tanto,

    Cordones 1 Cordones 2 Fy tIIFy1 = -0,33 N/mm2 tIFy2 = -0,33 N/mm2 Fz tIFz1 = -1,80 N/mm2 tIIFz2 = -1,80 N/mm2

    Tabla C.9 Cargas sobre el nudo 2 y sobre cada cordn de soldadura

    Tabla C.10 Tensiones en los cordones de soldadura A

  • 24 Anexo C Clculos III

    La tensin total en cada cordn es

    Cordn 1

    n1 = 0 (C.81)

    tI1 = -1,80 N/mm2 (C.82)

    tII1 = -0,33 N/mm2 (C.83)

    ( ) ( ) 2I11I1 N/mm 27,180,1021

    21

    ==+= tn (C.84)

    ( ) ( ) 2I11I1 N/mm 27,180,1021

    21

    ==+= tn (C.85)

    2II1II1 N/mm 33,0== t (C.86)

    ( ) ( ) ( ) ( )( ) 22222II12I12I1c1 N/mm 18,233,027,18,127,18,1 =++=++= (C.87)

    Cordn 2

    n2 = 0 (C.88)

    tI2 = -0,33 N/mm2 (C.89)

    tII2 = -1,80 N/mm2 (C.90)

    ( ) ( ) 2I22I2 N/mm 23,033,0021

    21

    ==+= tn (C.91)

    ( ) ( ) 2I22I2 N/mm 23,033,0021

    21

    ==+= tn (C.92)

    2II2II2 N/mm 80,1== t (C.93)

    ( ) ( ) ( ) ( )( ) 22222II22I22I2c2 N/mm 45,280,123,08,123,08,1 =++=++= (C.94)

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 25

    Fuerza V3

    Las cargas que actan sobre cada cordn de soldadura son (tabla C.11)

    Carga Nudo 2 Cordones 1 Cordones 2 Fy [N] -170 -58,73 -13,13 Fz [N] -820 -283,20 -63,35

    La tensin sobre cada cordn es igual a la carga sobre ese cordn dividida entre el rea aili. Por tanto,

    Cordones 1 Cordones 2 Fy tIIFy1 = -0,33 N/mm2 tIFy2 = -0,33 N/mm2 Fz tIFz1 = -1,57 N/mm2 tIIFz2 = -1,57 N/mm2

    La tensin total en cada cordn es

    Cordn 1

    n1 = 0 (C.95)

    tI1 = -1,57 N/mm2 (C.96)

    tII1 = -0,33 N/mm2 (C.97)

    ( ) ( ) 2I11I1 N/mm 11,157,1021

    21

    ==+= tn (C.98)

    ( ) ( ) 2I11I1 N/mm 11,157,1021

    21

    ==+= tn (C.99)

    2II1II1 N/mm 33,0== t (C.100)

    ( ) ( ) ( ) ( )( ) 22222II12I12I1c1 N/mm 91,133,011,18,111,18,1 =++=++= (C.101) Cordn 2

    n2 = 0 (C.102)

    Tabla C.11 Cargas sobre el nudo 2 y sobre cada cordn de soldadura

    Tabla C.12 Tensiones en los cordones de soldadura A

  • 26 Anexo C Clculos III

    tI2 = -0,33 N/mm2 (C.103)

    tII2 = -1,57 N/mm2 (C.104)

    ( ) ( ) 2I22I2 N/mm 23,033,0021

    21

    ==+= tn (C.105)

    ( ) ( ) 2I22I2 N/mm 23,033,0021

    21

    ==+= tn (C.106)

    2II2II2 N/mm 57,1== t (C.107)

    ( ) ( ) ( ) ( )( ) 22222II22I22I2c2 N/mm 14,257,123,08,123,08,1 =++=++= (C.108)

    Soldaduras B

    La profundidad de garganta, la longitud y la longitud de clculo de los dos cordones son (los dos cordones son iguales)

    a = 2,8 mm L = 70 mm l = L-2a = 64,4 mm (C.109)

    Fuerza V1

    Las tensiones sobre el cordn son

    n = 0 (C.110)

    2I N/mm 66,34,648,22

    13202

    =

    ==

    laF

    t z (C.111)

    2II N/mm 28,04,648,22

    1002

    ===

    laF

    t y (C.112)

    ( ) ( ) 2II N/mm 59,266,3021

    21

    ==+= tn (C.113)

    ( ) ( ) 2II N/mm 59,266,3021

    21

    ==+= tn (C.114)

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 27

    2IIII N/mm 28,0== t (C.115)

    ( ) ( ) ( )( ) 22222II2I2Ic N/mm 35,428,059,28,159,28,1 =++=++= (C.116)

    Fuerza V2

    Las tensiones sobre el cordn son

    n = 0 (C.117)

    2I N/mm 61,24,648,22

    9402

    =

    ==

    laF

    t z (C.118)

    2II N/mm 47,04,648,22

    1702

    =

    ==

    laF

    t y (C.119)

    ( ) ( ) 2II N/mm 84,161,2021

    21

    ==+= tn (C.120)

    ( ) ( ) 2II N/mm 84,161,2021

    21

    ==+= tn (C.121)

    2IIII N/mm 47,0== t (C.122)

    ( ) ( ) ( ) ( )( ) 22222II2I2Ic N/mm 15,347,084,18,184,18,1 =++=++= (C.123)

    Fuerza V3

    Las tensiones sobre el cordn son

    n = 0 (C.124)

    2I N/mm 27,24,648,22

    8202

    =

    ==

    laF

    t z (C.125)

  • 28 Anexo C Clculos III

    2II N/mm 47,04,648,22

    1702

    =

    ==

    laF

    t y (C.126)

    ( ) ( ) 2II N/mm 61,127,2021

    21

    ==+= tn (C.127)

    ( ) ( ) 2II N/mm 61,127,2021

    21

    ==+= tn (C.128)

    2IIII N/mm 47,0== t (C.129)

    ( ) ( ) ( ) ( )( ) 22222II2I2Ic N/mm 76,247,061,18,161,18,1 =++=++= (C.130)

    Soldaduras C

    Sobre estas soldaduras acta tambin un momento Mx creado por la fuerza Fz (figura C.20).

    Este momento es igual a Mx = Fz35 N mm.

    La profundidad de garganta, la longitud y la longitud de clculo de los dos cordones son (los cuatro cordones son iguales, figura C.17)

    a = 2,8 mm L = 70 mm l = L-2a = 64,4 mm (C.131)

    Fuerza V1

    Las tensiones provocadas por cada esfuerzo son

    Fig. C.20 Cargas sobre las soldaduras C

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 29

    Fz = -1320 N

    2N/mm 83,14,6480,24

    13204

    =

    ==

    laF

    n zFz (C.132)

    Fy = 100 N

    2II N/mm 14,04,6480,24

    1004

    ===

    laF

    t yFy (C.133)

    Mx = -46200 N mm

    La tensin creada por el momento Mx es

    yI

    Mn

    x

    xMx

    4= (C.134)

    donde Ix es el momento de inercia de uno de los cordones respecto al eje x (figura C.21).

    ( )2

    2

    2,dist

    +=+=

    LlaIXxAII XXx (C.135)

    233

    N/mm 6232112

    4,6480,212

    ===

    laI X (C.136)

    Fig. C.21 Dos de las soldaduras C

  • 30 Anexo C Clculos III

    222

    N/mm 2832132

    704,6480,262321

    2 =

    +=

    +=

    LlaII Xx (C.137)

    As, la tensin en el punto A es

    2A N/mm 63,24,642832134

    46200

    4=

    == lI

    Mn

    x

    xMx (C.138)

    Las tensiones sobre el punto A son

    2A N/mm 46,463,283,1 ==+= MxFz nnn (C.139)

    0I =t (C.140)

    2IIII N/mm 0,14== Fytt (C.141)

    ( ) ( ) 2II N/mm 15,3046,421

    21

    =+=+= tn (C.142)

    ( ) ( ) 2II N/mm 15,3046,421

    21

    =+=+= tn (C.143)

    2IIII N/mm 14,0== t (C.144)

    ( ) ( ) ( ) 22222II2I2Ic N/mm 28,514,015,38,115,38,1 =++=++= (C.145) Fuerza V2

    Las tensiones provocadas por cada esfuerzo son

    Fz = -940 N

    2N/mm 30,14,6480,24

    9404

    =

    ==

    laF

    n zFz (C.146)

    Fy = -170 N

    2II N/mm 24,04,6480,24

    1704

    =

    ==

    laF

    t yFy (C.147)

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 31

    Mx = -32900 N mm

    2A N/mm 87,14,642832134

    32900

    4=

    == lI

    Mn

    x

    x

    Mx (C.148)

    Las tensiones sobre el punto A son

    2A N/mm 17,387,130,1 ==+= MxFz nnn (C.149)

    0I =t (C.150)

    2IIII N/mm 0,24== Fytt (C.151)

    ( ) ( ) 2II N/mm 24,2017,321

    21

    =+=+= tn (C.152)

    ( ) ( ) 2II N/mm 24,2017,321

    21

    =+=+= tn (C.153)

    2IIII N/mm 24,0== t (C.154)

    ( ) ( ) ( )( ) 22222II2I2Ic N/mm 77,324,024,28,124,28,1 =++=++= (C.155)

    Fuerza V3

    Las tensiones provocadas por cada esfuerzo son

    Fz = -820 N

    2N/mm 14,14,6480,24

    8204

    =

    ==

    laF

    n zFz (C.156)

    Fy = -170 N

    2II N/mm 24,04,6480,24

    1704

    =

    ==

    laF

    t yFy (C.157)

    Mx = -28700 N mm

  • 32 Anexo C Clculos III

    2A N/mm 63,14,642832134

    28700

    4=

    == lI

    Mn

    x

    x

    Mx (C.158)

    Las tensiones sobre el punto A son

    2A N/mm 77,263,114,1 ==+= MxFz nnn (C.159)

    0I =t (C.160)

    2IIII N/mm 0,24== Fytt (C.161)

    ( ) ( ) 2II N/mm 96,1077,221

    21

    =+=+= tn (C.162)

    ( ) ( ) 2II N/mm 96,1077,221

    21

    =+=+= tn (C.163)

    2IIII N/mm 24,0== t (C.164)

    ( ) ( ) ( )( ) 22222II2I2Ic N/mm 29,324,096,18,196,18,1 =++=++= (C.165)

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 33

    Soldaduras D

    Sobre estas soldaduras, adems de Fy, Fz y Mx, actan los momentos My y Mz (figura C.22 y C.23).

    mm N 5,21zy FM = (C.166)

    mm N 5,21yz FM = (C.167)

    Fig. C.22 Cargas sobre las soldaduras D

    Fig. C.23 Cargas sobre las soldaduras D

  • 34 Anexo C Clculos III

    La garganta, la longitud y la longitud de clculo de cada cordn de soldadura son

    a1 = 2,80 mm L1 = 70 mm l1 = L1-2a1 = 64,4 mm

    a2 = 2,80 mm L2 = 20 mm l2 = L2-2a2 = 14,4 mm

    a3 = 2,80 mm L3 = 20 mm l3 = L3-2a3 = 14,4 mm

    a4 = 2,80 mm L4 = 70 mm l4 = L4-2a4 = 64,4 mm (C.168)

    Se considera que las cargas se reparten sobre cada cordn proporcionalmente al rea al del cordn. Por tanto, la carga que acta sobre el cordn i es

    =

    ii

    iii la

    laFF

    (C.169)

    donde Fi es la fuerza o momento sobre el cordn i, F es la fuerza o momento sobre el nudo, aili es el rea del cordn i y aili es la suma de las reas de todos los cordones del nudo. En este caso,

    a1l1 = 180,32 mm2 a2l2 = 40,32 mm2 a3l3 = 40,32 mm2

    a4l4 = 180,32 mm2 aili = 441,28 mm2 (C.170)

    Fuerza V1

    Fy = 100 N

    Esta fuerza se reparte sobre cada cordn de la siguiente manera (tabla C.13).

    Fy1 [N] Fy2 [N] Fy3 [N] Fy4 [N] 40,86 9,14 9,14 40,86

    Y provoca las siguientes tensiones

    tIIFy1 [N/mm] tIFy2 [N/mm] tIFy3 [N/mm] tIIFy4 [N/mm] 0,23 0,23 0,23 0,23

    Tabla C.13 Parte de la fuerza Fy sobre cada cordn

    Tabla C.14 Tensin provocada por Fy sobre cada cordn

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 35

    Fz = -1320 N

    Esta fuerza est soportada por el cordn 1 y por la superficie de contacto entre la platina superior y el bastidor.

    N 39,53928,44132,180

    1320

    ii

    111 ===

    lala

    FF zz (C.171)

    2

    11

    11I N/mm 99,232,180

    39,539

    =

    ==

    laF

    t zFz (C.172)

    Mx = Fz35= 132035 = 46200 N mm

    a) Cordn 1

    mm N 68,1887828,44132,180

    46200

    ii

    111 ===

    lala

    MM xx (C.173)

    N 70,26970

    68,188781

    1===

    LM

    F xMx (C.174)

    2

    111I N/mm 50,132,180

    70,269

    ===

    laF

    t MxFMx (C.175)

    b) Cordones 2, 3 y 4

    La parte del momento Mx que acta sobre los cordones 2, 3 y 4 es

    Fig. C.24 Equivalencia entre Mx y FMx

  • 36 Anexo C Clculos III

    mm N 32,2732128,44196,260

    46200

    ii

    44332242 ==

    ++=

    la

    lalalaMM xx (C.176)

    La tensin provocada por Mx sobre los cordones 2, 3 y 4 es

    yI

    Mn

    x

    xMx = (C.177)

    donde Ix es el momento de inercia de los tres cordones respecto al eje x (figura C.25),

    xxxx IIII 432 ++= (C.178)

    El momento de inercia del cordn 3 respecto al eje x es

    ( )( )23333 ,dist3 XxAII Xx += (teorema de Steiner) (C.179)

    433

    333 mm 34,2612

    80,24,1412

    3===

    alI X (C.180)

    422

    33333 mm 37,1052

    80,24,1480,234,26

    2

    3=

    +=

    +=

    alaII Xx (C.181)

    El momento de inercia del cordn 2 respecto al eje x es

    Fig. C.25 Cordones 2, 3 y 4

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 37

    ( )( )22222 ,dist2 XxAII Xx += (teorema de Steiner) (C.182)

    433

    222 mm 34,2612

    80,24,1412

    2===

    alI X (C.183)

    422

    242222 mm 09,2055762

    80,2704,1480,234,262

    2=

    ++=

    ++=

    aLlaII Xx

    (C.184)

    El momento de inercia del cordn 4 respecto al eje x es

    ( )( )24444 ,dist4 XxAII Xx += (teorema de Steiner) (C.185)

    433

    444 mm 6232112

    4,6480,212

    4===

    laI X (C.186)

    422

    44444 mm 2832132

    704,6480,262321

    2

    4=

    +=

    +=

    LlaII Xx (C.187)

    Por tanto, el momento de inercia de los tres cordones es

    4432 mm 46,48889428321337,10509,205576 =++=++= xxxx IIII

    (C.188)

    La tensin provocada por Mx en el punto A es

    ( ) ( ) 23442A2 N/mm 07,480,27046,48889432,27321

    =+=+= aLI

    Mn

    x

    x

    Mx (C.189)

    Y en el punto B es

    ( ) ( ) 244424B N/mm 76,380,27046,48889432,27321

    === aL

    IM

    nx

    x

    Mx (C.190)

    My = Fz21,5 = 132021,5 = 28380 N mm

    Se considera que todo el momento My es absorbido por los cordones 2, 3 y 4 (figura C.26).

  • 38 Anexo C Clculos III

    El momento de inercia del cordn 2 respecto al eje y es

    ( )( )22222 ,dist2 YyAII Yy += (teorema de Steiner) (C.191)

    433

    222 mm 73,69612

    4,1480,212

    2===

    laI Y (C.192)

    422

    22222 mm 92,27862

    4,144,1480,273,696

    2

    2=

    +=

    +=

    llaII Yy (C.193)

    El momento de inercia del cordn 3 respecto al eje y es igual al del cordn 2,

    423 mm 92,2786== yy II (C.194)

    El momento de inercia del cordn 4 respecto al eje y es

    ( )( )24444 ,dist4 YyAII Yy += (C.195)

    433

    444 mm 81,11712

    80,24,6412

    4===

    alI Y (C.196)

    Fig. C.26 Cordones 2, 3 y 4

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 39

    222

    434444 N/mm 16,826972

    80,2204,6480,281,1172

    4=

    ++=

    ++=

    aLlaII Yy

    (C.197)

    El momento de inercia de los tres cordones es

    mm N 99,8827016,8269792,278692,278643242 =++=++= yyyy IIII (C.198)

    La tensin en el punto A provocada por My es

    23

    42A2 N/mm 07,44,1499,88270

    28380 ===

    lIM

    ny

    yMy (C.199)

    Y la tensin en el punto B es

    ( ) ( ) 24242

    B4 N/mm 76,380,22099,8827028380

    =+=+=

    aLIM

    ny

    yMy (C.200)

    Mz = Fy21,5 = 10021,5 = 2150 N mm

    a) Cordn 1

    La parte de Mz que acta sobre el cordn 1 es

    mm N 55,87828,44132,180

    2150

    ii

    111 === la

    laMM zz (C.201)

    El momento de inercia del cordn 1 es (figura C.27)

    mm N 6232112

    4,6480,212

    3311

    1 ===laI z (C.202)

  • 40 Anexo C Clculos III

    La tensin provocada por Mz1 en el punto A es

    21

    1

    1A1 N/mm 45,02

    4,64

    6232155,878

    2 ===

    lI

    Mn

    z

    zMz (C.203)

    b) Cordones 2, 3 y 4

    Mz acta sobre los cordones 2,3 y 4 como un momento torsor (figura C.28).

    Fig. C.27 Cordn 1

    Fig. C.28 Cordones 2, 3 y 4

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 41

    La parte de Mz que acta sobre los cordones 2, 3 y 4 es

    mm N 45,19628,44132,40

    2150

    ii

    222 === la

    laMM zz (C.204)

    mm N 45,19628,44132,40

    2150

    ii

    333 === la

    laMM zz (C.205)

    mm N 55,87828,44132,180

    2150

    ii

    444 === la

    laMM zz (C.206)

    Y las tensiones son

    2

    2222

    22II N/mm 22,5

    80,24,1431

    45,196

    31 ===

    al

    Mt zMz (C.207)

    2

    2233

    33II N/mm 22,5

    80,24,1431

    45,196

    31 ===

    al

    Mt zMz (C.208)

    2

    2244

    44II N/mm 22,5

    80,24,6431

    55,878

    31 ===

    al

    Mt zMz (C.209)

    La tensin en cada cordn es

    Cordn 1, punto A

    2A11 N/mm 45,0== Mznn (C.210)

    21I1II1 N/mm 50,150,199,2 =+=+= MxFFz ttt (C.211)

    0II1 =t (C.212)

    ( ) ( ) 2I11I1 N/mm 74,050,145,021

    21

    ==+= tn (C.213)

    ( ) ( ) 2I11I1 N/mm 38,150,145,021

    21

    ==+= tn (C.214)

  • 42 Anexo C Clculos III

    0II1II1 == t (C.215)

    ( ) ( )( ) 2222II12I12I1c1 N/mm 99,1050,18,145,08,1 =++=++= (C.216) Cordn 2, punto A

    2A2A22 N/mm 70,863,407,4 =+=+= MyMx nnn (C.217)

    22II2 N/mm 23,0== Fytt (C.218)

    22IIII2 N/mm 22,5== Mztt (C.219)

    ( ) ( ) 2I22I2 N/mm 31,623,070,821

    21

    =+=+= tn (C.220)

    ( ) ( ) 2I22I2 N/mm 99,523,070,821

    21

    =+=+= tn (C.221)

    2II2II2 N/mm 22,5== t (C.222)

    ( ) ( )( ) 22222II22I22I2c2 N/mm 39,1222,599,58,131,68,1 =++=++= (C.223) Cordn 4, punto B

    2B4B44 N/mm 09,1133,776,3 =+=+= MyMx nnn (C.224)

    2I4 N/mm 0=t (C.225)

    24II4IIII14 N/mm 45,522,523,0 =+=+= MzFy ttt (C.226)

    ( ) ( ) 2I44I4 N/mm 84,7009,1121

    21

    =+=+= tn (C.227)

    ( ) ( ) 2I44I4 N/mm 84,7009,1121

    21

    =+=+= tn (C.228)

    2II4II4 N/mm 45,5== t (C.229)

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 43

    ( ) ( )( ) 22222II42I42I4c4 N/mm 02,1545,584,78,184,78,1 =++=++= (C.230) Fuerza V2

    Con F2 = 1000 N, las fuerzas que actan sobre el nudo 2 de la puerta (es decir, sobre la bisagra) son

    Fy = -170 N Fz = -940 N (C.231)

    Si los clculos realizados para obtener la tensin en los cordones de soldadura se introducen en una hoja de clculo, sustituyendo las fuerzas que actan sobre el nudo 2 por las actuales, se obtienen los siguientes resultados:

    Cordn 1, punto A c1 = 1,38 N/mm2

    Cordn 2, punto A c2 = 14,77 N/mm2

    Cordn 4, punto B c4 = 16,82 N/mm2

    Fuerza V3

    Las fuerzas que actan sobre la bisagra son

    Fy = -170 N Fz = -820 N (C.232)

    Las tensiones sobre los cordones son

    Cordn 1, punto A c1 = 1,26 N/mm2

    Cordn 2, punto A c2 = 14,25 N/mm2

    Cordn 4, punto B c4 = 15,98 N/mm2

    C.1.3 Soldaduras pared 1-bastidor inferior

    Estas soldaduras sirven para unir la puerta 1 al bastidor inferior. Deben soportar las fuerzas especificadas por la Norma para las puertas y paredes, H1 = H2 = H3 = 600 N y V1 = V2 = V3 = 1000 N (figura C.29) [UNE-EN 12158-1, 2001, p.31].

  • 44 Anexo C Clculos III

    Las fuerzas que se transmiten a travs de las soldaduras de los nudos 1, 2, 3 y 4 al bastidor se muestran en las tablas C.15 a C.20 (atencin, no son las reacciones, sino las fuerzas transmitidas).

    H1 = 600 N Nudo 1 Nudo 2 Nudo 3 Nudo 4 Fx [N] -10 0 0 10 Fy [N] -530 -60 -20 10 Fz [N] -140 -200 -200 -140 Mx [N m] 510 80 40 30 My [N m] 0 0 0 0 Mz [N m] 30 10 0 10

    H2 = 600 N Nudo 1 Nudo 2 Nudo 3 Nudo 4 Fx [N] -10 0 0 10 Fy [N] -250 -160 -130 -60 Fz [N] -140 -200 -200 -140 Mx [N m] 300 130 100 130 My [N m] 0 0 0 0 Mz [N m] -40 0 10 30

    Fig. C.29 Fuerzas verticales y horizontales sobre la pared 1

    Tabla C.15 Fuerzas transmitidas a travs de las soldaduras de los nudos 1, 2, 3 y 4 al bastidor al actuar H1 = 600 N

    Tabla C.16 Fuerzas transmitidas a travs de las soldaduras de los nudos 1, 2, 3 y 4 al bastidor al actuar H2 = 600 N

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 45

    H3 = 600 N Nudo 1 Nudo 2 Nudo 3 Nudo 4 Fx [N] -10 0 0 10 Fy [N] -130 -170 -170 -130 Fz [N] -140 -200 -200 -140 Mx [N m] 210 120 120 210 My [N m] 0 0 0 0 Mz [N m] -40 0 0 40

    V1 = 1000 N Nudo 2 Nudo 3 Fx [N] 0 0 Fy [N] 0 0 Fz [N] -200 -200 Mx [N m] 0 0 My [N m] 0 0 Mz [N m] 0 0

    V2 = 1000 N Nudo 2 Nudo 3 Fx [N] 0 0 Fy [N] 0 0 Fz [N] -1190 -200 Mx [N m] 0 0 My [N m] 0 0 Mz [N m] 0 0

    V3 = 1000 N Nudo 2 Nudo 3 Fx [N] -30 30 Fy [N] 0 0 Fz [N] -750 -750 Mx [N m] 0 0 My [N m] 0 0 Mz [N m] 0 0

    Cuando actan las fuerzas verticales, en los nudos 1 y 4 la carga queda soportada por el bastidor, no por las soldaduras.

    Tabla C.17 Fuerzas transmitidas a travs de las soldaduras de los nudos 1, 2, 3 y 4 al bastidor al actuar H3 = 600 N

    Tabla C.18 Fuerzas transmitidas a travs de las soldaduras de los nudos 1, 2, 3 y 4 al bastidor al actuar V1 = 1000 N

    Tabla C.19 Fuerzas transmitidas a travs de las soldaduras de los nudos 1, 2, 3 y 4 al bastidor al actuar V2 = 1000 N

    Tabla C.20 Fuerzas transmitidas a travs de las soldaduras de los nudos 1, 2, 3 y 4 al bastidor al actuar V3 = 1000 N

  • 46 Anexo C Clculos III

    La configuracin de las soldaduras se muestra en las figuras C.30 y C.31. Los nudos 1 y 4 son iguales pero simtricos, y los 2 y 3 son iguales.

    Tensin admisible

    La tensin admisible del cordn para cargas estticas se calcula como

    adm2adm = [Niemann, 1981, p.172] (C.233)

    donde adm es la tensin admisible del material (acero S 355), que es igual al lmite elstico (e = 355 N/mm2) dividido entre el coeficiente de seguridad SN, que se toma igual a 3. Por tanto,

    2

    N

    eadm N/mm 33,1183

    355===

    S

    (C.234)

    Los coeficientes y 2 son igual a, respectivamente, 0,8 para cordones en ngulo [Niemann, 1981, p.172] y 1 para calidad de la costura controlada [Niemann, 1981, p.173].

    Por tanto,

    2adm N/mm 67,9433,11818,0 == (C.235)

    Fig. C.30 Soldaduras del nudo 1 Fig. C.31 Soldaduras del nudo 2 y 3

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 47

    Nudo 1

    La garganta y la longitud de cada cordn de soldadura son

    a1 = a2 = a3 = a4 = 3,50 mm L1 = L3 = 30 mm L2 = L4 = 40 mm (C.236)

    Al ser un cordn continuo, la longitud de clculo del cordn es igual a la longitud real del cordn,

    l1 = l3 = L1 = 30 mm l2 = l4 = L2 = 40 mm (C.237)

    Fuerza H1 = 600 N

    Se considera que las cargas se reparten sobre cada cordn proporcionalmente al rea al del cordn. Por tanto, la carga que acta sobre el cordn i es

    =

    ii

    iii la

    laFF

    (C.238)

    donde Fi es la fuerza o momento sobre el cordn i, F es la fuerza o momento sobre el nudo, aili es el rea del cordn i y aili es la suma de las reas de todos los cordones del nudo. En este caso,

    a1l1 = a3l3 = 105 mm2 a2l2 = a4l4 = 140 mm2 aili = 490 mm2 (C.239)

    Por tanto, las cargas que actan sobre cada cordn de soldadura son (tabla C.21)

    Carga Cordn 1 Cordn 2 Cordn 3 Cordn 4 Fx [N] -2,14 -2,86 -2,14 -2,86 Fy [N] -113,57 -151,43 -113,57 -151,43 Fz [N] Cargas verticales soportadas por el bastidor Mx [N mm] 510000 510000 510000 510000 My [N mm] 0 0 0 0 Mz [N mm] 30000 30000 30000 30000

    Tensiones provocadas por Fx y Fy

    Sea Fi el esfuerzo sobre el cordn i, la tensin producida por Fi sobre el cordn es

    Tabla C.21 Cargas sobre la soldadura del nudo 2

  • 48 Anexo C Clculos III

    ii

    iFi la

    Ft

    = (C.240)

    Por tanto, como se conocen las cargas sobre cada cordn, las tensiones en los cordones son (tabla C.22)

    Cordn 1 Cordn 2 Cordn 3 Cordn 4 Fx tIIFx1 = -0,02 N/mm2 tIFx2 = -0,02 N/mm2 tIIFx3 = -0,02 N/mm2 tIFx4 = -0,02 N/mm2 Fy tIFy1 = -1,08 N/mm2 tIIFy2 = -1,08 N/mm2 tIFy3 = -1,08 N/mm2 tIIFy4 = -1,08 N/mm2

    Tensin provocada por Mx

    El momento de inercia de los cordones de soldadura respecto al eje x es (figura C.32)

    4int ext mm 92,16012016000092,320120 === xxx III (C.241)

    donde

    ( ) ( ) ( ) ( ) 4331221ext mm 92,32012012

    5,32405,323012

    22=

    ++=

    ++=

    alalI x (C.242)

    433

    21int mm 16000012

    403012

    ===

    llI x (C.243)

    Tabla C.22 Tensiones en los cordones de soldadura provocadas por Fx y Fy

    Fig. C.32 Soldaduras del nudo 1

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 49

    La tensin en el punto A provocada por Mx es

    212A3A2 N/mm 85,742

    5,3240

    92,160120510000

    22

    =

    +=

    +==

    alI

    Mnn

    x

    xMxMx (C.244)

    Tensin provocada por Mz

    Mz acta como un momento torsor sobre la soldadura. Por tanto, la tensin es

    eAM z

    2 mt = (C.245)

    donde e es el grosor del cordn, e = a = 3,50 mm, y Am es el rea del contorno medio, Am = (l1+a2)(l2+a1)=(30+3,50)(40+3,50) = 1457,25 mm2. Por tanto,

    2

    m

    t N/mm 94,250,325,1457230000

    2===

    eAM z (C.246)

    Sobre el cordn 1 tIIMz1 = 2,94 N/mm2

    Sobre el cordn 2 tIIMz2 = 2,94 N/mm2

    Sobre el cordn 3 tIIMz3 = -2,94 N/mm2

    Sobre el cordn 4 tIIMz4 = -2,94 N/mm2

    La tensin en el punto A es

    2A3A3 N/mm 85,74== Mxnn (C.247)

    23II3A N/mm 08,1== Fytt (C.248)

    23II3IIII3A N/mm 92,294,202,0 =+=+= MzFx ttt (C.249)

    ( ) ( ) 2I3AA3I3A N/mm 16,5208,185,7421

    21

    ==+= tn (C.250)

    ( ) ( ) 2I3AA3I3A N/mm 69,5308,185,7421

    21

    ==+= tn (C.251)

  • 50 Anexo C Clculos III

    2II3AII3A N/mm 92,2== t (C.252)

    ( ) ( )( ) 222222II3A2I3A2I3A1c3A N/mm 02,8992,269,538,116,528,1 =++=++= H (C.253) Fuerzas H2, H3, V1, V2 y V3

    Se introduce el procedimiento anterior en una hoja de clculo, y se sustituyen las cargas sobre el nudo 2 por las producidas por las fuerzas H2 y H3. No hace falta estudiar el efecto de las

    fuerzas V1, V2 y V3 ya que no generan tensiones en la soldadura del nudo 1 al ser soportadas por el bastidor inferior. La tensin de clculo en el punto A de la soldadura se muestra en la tabla C.23.

    H2 H3 V1 V2 V3 c3AH2 = 53,08 N/mm2 c3AH3 = 37,71 N/mm2 No generan tensin sobre la soldadura

    Nudo 2

    Las dos soldaduras del nudo 2 son iguales, y la profundidad de garganta, la longitud del

    cordn y la longitud de clculo son

    a = 2,80 mm L = 60 mm l = 54,40 mm (C.254)

    Fuerza H1 = 600 N

    Tensin provocada por Fy

    2N/mm 20,04,548,22

    602

    =

    ==

    laF

    ny

    Fy (C.255)

    Tensin provocada por Fz

    2II N/mm 66,04,548,22

    2002

    =

    ==

    laF

    t zFz (C.256)

    Tensin provocada por Mx

    El momento de inercia de uno de los cordones de soldadura es (figura C.33)

    Fig. C.23 Soldaduras del nudo 1

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 51

    433

    1 mm 14,37564124,548,2

    12

    ===

    laI x (C.257)

    El momento de los dos cordones es

    41 mm 29,7512814,3756422 === xx II (C.258)

    La tensin provocada por Mx en el punto A es

    2A N/mm 96,282

    4,54

    29,7512880000

    2 ===

    lI

    Mn

    x

    xMx (C.259)

    Tensin provocada por Mz

    El momento de inercia de los cordones del nudo 2 respecto al eje z es

    zzzz IIII 121 2=+= (C.260)

    donde I1z y I2z son el momento de inercia del cordn 1 y del cordn 2, respectivamente

    (figura C.34).

    ( )( )21111 ,dist1 ZzAII Zz += (teorema de Steiner) (C.261)

    433

    1 mm 52,99128,24,54

    12

    1===

    alI Z (C.262)

    Fig. C.33 Soldaduras del nudo 2

  • 52 Anexo C Clculos III

    ( ) ( ) 42211 mm 50,1178188,2254,548,252,99251 =++=++= alaII Zz (C.263)

    41 mm 01,23563750,11781822 === zz II (C.264)

    La tensin provocada por Mz en el punto A es

    2A N/mm 59,02

    8,2225

    01,23563710000

    225

    =

    +=

    +=

    a

    IM

    nz

    zMz (C.265)

    La tensin en el punto A es

    2AAA N/mm 36,2959,096,2820,0 =++=++= MzMxFy nnnn (C.266)

    0IA =t (C.267)

    2IIIIA N/mm 66,0== Fztt (C.268)

    ( ) ( ) 2IAAIA N/mm 76,20036,2921

    21

    =+=+= tn (C.269)

    ( ) ( ) 2IAAIA N/mm 76,20036,2921

    21

    =+=+= tn (C.270)

    2IIAIIA N/mm 66,0== t (C.271)

    Fig. C.34 Soldaduras del nudo 2

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 53

    ( ) ( ) ( )( ) 222222IIA2IA2IA1cA N/mm 75,3466,076,208,176,208,1 =++=++= H (C.272)

    Fuerza H2

    La tensin de clculo en las soldaduras del nudo 2 cuando acta H2 es

    c3H2 = 56,32 N/mm2 (C.273)

    Fuerza H3

    La tensin de clculo en las soldaduras del nudo 2 cuando acta H3 es

    c3H3 = 52,07 N/mm2 (C.274)

    Fuerza V1

    La nica fuerza que acta sobre el nudo 2 con V1 es Fz = -200 N. Esto provoca una tensin de

    2II N/mm 66,04,548,2

    200

    =

    ==

    laF

    t zFz (C.275)

    Proyectando esta tensin sobre el plano medio del cordn,

    I = 0

    I = 0

    2IIII N/mm 66,0== Fzt (C.276)

    ( ) ( )( ) 22222II2I2I1c N/mm 88,066,008,108,1 =++=++= V (C.277)

    Fuerza V2

    La nica fuerza que acta sobre el cordn 2 con V2 es Fz = -1190 N. Esto provoca una tensin de clculo en el cordn de

    cV2 = 5,24 N/mm2 (C.278)

  • 54 Anexo C Clculos III

    Fuerza V3

    Con V3, sobre el nudo 2 actan Fx = -30 N y Fz = -750 N. La tensin provocada por Fx es

    2I N/mm 10,04,548,22

    302

    =

    ==

    laF

    t xFx (C.279)

    La tensin provocada por Fz es

    2II N/mm 46,24,548,22

    7502

    =

    ==

    laF

    t zFz (C.280)

    La tensin de clculo en el cordn es

    2N/mm 0=n (C.281)

    2II N/mm 10,0== Fxtt (C.282)

    2IIII N/mm 46,2== Fztt (C.283)

    ( ) ( ) 2II N/mm 07,010,0021

    21

    ==+= tn (C.284)

    ( ) ( ) 2II N/mm 07,010,0021

    21

    ==+= tn (C.285)

    2IIII N/mm 46,2== t (C.286)

    ( ) ( ) ( ) ( )( ) 222222II2I2I3c N/mm 31,346,207,08,107,08,1 =++=++= V (C.287) Nudo 3

    Es igual que el nudo 2.

    Nudo 4

    Es igual que el nudo 1.

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 55

    C.1.4 Soldaduras pared 2-bastidor inferior

    Estas soldaduras sirven para unir la puerta 2 al bastidor inferior. Deben soportar las fuerzas especificadas por la Norma para las puertas y paredes, H1 = H2 = H3 = H4 = H5 = 600 N, pero no fuerzas verticales ya que stas quedan soportadas por el bastidor inferior (figura C.35) [UNE-EN 12158-1, 2001, p.31].

    Las fuerzas que se transmiten a travs de las soldaduras de los nudos 1, 2, 3 y 4 al bastidor se muestran en las tablas C.24 a C.28 (atencin, no son las reacciones, sino las fuerzas transmitidas).

    H1 = 600 N Nudo 1 Nudo 2 Nudo 3 Nudo 4 Fx [N] 0 0 -10 10 Fy [N] 480 30 140 -20 Fz [N] -170 -220 -230 -110 Mx [N m] -660 -70 -330 -40 My [N m] 0 0 0 0 Mz [N m] -30 0 -20 -10

    Fig. C.35 Puerta 2

    Tabla C.24 Fuerzas transmitidas a travs de las soldaduras de los nudos 1, 2, 3 y 4 al bastidor al actuar H1 = 600 N

  • 56 Anexo C Clculos III

    H2 = 600 N Nudo 1 Nudo 2 Nudo 3 Nudo 4 Fx [N] 0 0 -10 10 Fy [N] 290 50 230 70 Fz [N] -170 -220 -230 -110 Mx [N m] -490 -70 -440 -110 My [N m] 0 0 0 0 Mz [N m] 0 0 -10 0

    H3 = 600 N Nudo 1 Nudo 2 Nudo 3 Nudo 4 Fx [N] 0 0 -10 10 Fy [N] 100 60 310 160 Fz [N] -170 -220 -230 -110 Mx [N m] -320 -70 -540 -170 My [N m] 0 0 0 0 Mz [N m] 30 0 10 0

    H4 = 600 N Nudo 1 Nudo 2 Nudo 3 Nudo 4 Fx [N] 0 0 -10 10 Fy [N] -20 20 410 220 Fz [N] -170 -220 -230 -110 Mx [N m] -80 -30 -390 -180 My [N m] 0 0 0 0 Mz [N m] 20 0 20 10

    H5 = 600 N Nudo 1 Nudo 2 Nudo 3 Nudo 4 Fx [N] 0 0 -10 10 Fy [N] -80 -10 360 360 Fz [N] -170 -220 -230 -110 Mx [N m] -30 -20 -370 -260 My [N m] 0 0 0 0 Mz [N m] 20 0 40 30

    La configuracin de los cordones de soldadura se muestra en la figura C.36.

    Tabla C.25 Fuerzas transmitidas a travs de las soldaduras de los nudos 1, 2, 3 y 4 al bastidor al actuar H2 = 600 N

    Tabla C.26 Fuerzas transmitidas a travs de las soldaduras de los nudos 1, 2, 3 y 4 al bastidor al actuar H3 = 600 N

    Tabla C.27 Fuerzas transmitidas a travs de las soldaduras de los nudos 1, 2, 3 y 4 al bastidor al actuar H4 = 600 N

    Tabla C.28 Fuerzas transmitidas a travs de las soldaduras de los nudos 1, 2, 3 y 4 al bastidor al actuar H5 = 600 N

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 57

    Tensin admisible

    La tensin admisible del cordn para cargas estticas se calcula como

    adm2adm = [Niemann, 1981, p.172] (C.288)

    donde adm es la tensin admisible del material (acero S 355), que es igual al lmite elstico (e = 355 N/mm2) dividido entre el coeficiente de seguridad SN, que se toma igual a 3. Por tanto,

    2

    N

    eadm N/mm 33,1183

    355===

    S

    (C.289)

    El coeficiente es igual a 0,8 para cordones en ngulo [Niemann, 1981, p.172]. El coeficiente 2 puede ser igual a 0,5 si la calidad del cordn no se controla o a 1 si la calidad esta controlada. Por tanto, para calidad del cordn no controlada,

    2adm1 N/mm 33,4733,1185,08,0 == (C.290)

    Y para calidad del cordn controlada,

    2adm2 N/mm 67,9433,11818,0 == (C.291)

    La calidad de cada cordn se escoger en funcin de las solicitaciones.

    Nudo 1

    La garganta y la longitud de cada cordn de soldadura son

    Fig. C.36 Cordones de soldadura entre la pared 2 y el bastidor inferior; a) nudo 1, b) nudo 2, c) nudo 3, d) nudo 4

  • 58 Anexo C Clculos III

    a1 = a2 = a3 = a4 = 4,20 mm L1 = L3 = 25 mm L2 = L4 = 50 mm (C.292)

    Al ser un cordn continuo, la longitud de clculo del cordn es igual a la longitud real del

    cordn,

    l1 = l3 = L1 = 25 mm l2 = l4 = L2 = 50 mm (C.293)

    Fuerza H1 = 600 N

    Se considera que las cargas se reparten sobre cada cordn proporcionalmente al rea al del cordn. Por tanto, la carga que acta sobre el cordn i es

    =

    ii

    iii la

    laFF

    (C.294)

    donde Fi es la fuerza o momento sobre el cordn i, F es la fuerza o momento sobre el nudo, aili es el rea del cordn i y aili es la suma de las reas de todos los cordones del nudo. En este caso,

    a1l1 = a3l3 = 105 mm2 a2l2 = a4l4 = 210 mm2 aili = 630 mm2 (C.295)

    Por tanto, las cargas que actan sobre cada cordn de soldadura son (tabla C.29)

    Carga Cordn 1 Cordn 2 Cordn 3 Cordn 4 Fx [N] 0 0 0 0 Fy [N] 80 160 80 160 Fz [N] Soportada por el bastidor inferior Mx [N mm] -666000 My [N mm] 0 0 0 0 Mz [N mm] 30000

    Tensiones provocadas por Fy

    Sea Fi el esfuerzo sobre el cordn i, la tensin producida por Fi sobre el cordn es

    ii

    iFi la

    Ft

    = (C.296)

    Tabla C.29 Cargas sobre la soldadura del nudo 2

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 59

    Por tanto, como se conocen las cargas sobre cada cordn, las tensiones en los cordones son (tabla C.30)

    Cordn 1 Cordn 2 Cordn 3 Cordn 4 Fy tIFy1 = 0,76 N/mm2 tIIFy2 = 0,76 N/mm2 tIFy3 = 0,76 N/mm2 tIIFy4 = 0,76 N/mm2

    Tensin provocada por Mx

    El momento de inercia de los cordones de soldadura respecto al eje x es (figura C.37)

    4int ext mm 49,29395867,26041616,554375 === xxx III (C.297)

    donde

    ( ) ( ) ( ) ( ) 4331221ext mm 16,55437512

    2,42502,422512

    22=

    ++=

    ++=

    alalI x

    (C.298)

    433

    21int mm 67,26041612

    502512

    ===

    llI x (C.299)

    La tensin en el punto A provocada por Mx es

    Tabla C.30 Tensiones en los cordones de soldadura provocadas por Fy

    Fig. C.37 Soldaduras del nudo 1

  • 60 Anexo C Clculos III

    212A3A2 N/mm 56,652

    2,4250

    49,293958660000

    22

    =

    +=

    +==

    alI

    Mnn

    x

    x

    MxMx (C.300)

    Tensin provocada por Mz

    Mz acta como un momento torsor sobre la soldadura. Por tanto, la tensin es

    eAM z

    2 mt = (C.301)

    donde e es el grosor del cordn, e = a = 4,2 mm, y Am es el rea del contorno medio, Am = (l1+a2)(l2+a1)=(25+4,2)(50+4,2) = 1582,64 mm2. Por tanto,

    2

    m

    t N/mm 26,22,464,1582230000

    2=

    ==

    eAM z (C.302)

    Sobre el cordn 1 tIIMz1 = -2,26 N/mm2

    Sobre el cordn 2 tIIMz2 = -2,26 N/mm2

    Sobre el cordn 3 tIIMz3 = 2,26 N/mm2

    Sobre el cordn 4 tIIMz4 = 2,26 N/mm2

    La tensin en el punto A es

    2A3A3 N/mm 56,65== Mxnn (C.303)

    23II3A N/mm 76,0== Fytt (C.304)

    23IIII3A N/mm 26,226,2 === Mztt (C.305)

    ( ) ( ) 2I3AA3I3A N/mm 82,4576,056,6521

    21

    =+=+= tn (C.306)

    ( ) ( ) 2I3AA3I3A N/mm 90,4676,056,6521

    21

    =+=+= tn (C.307)

    2II3AII3A N/mm 26,2== t (C.308)

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 61

    ( ) ( ) ( ) 222222II3A2I3A2I3A1c3A N/mm 89,7726,290,468,182,458,1 =++=++= H (C.309)

    Fuerzas H2, H3, H4 y H5

    Se introduce el procedimiento anterior en una hoja de clculo, y se sustituyen las cargas sobre el nudo 1 por las producidas por la fuerzas H2, H3, H4 y H5. La tensin de clculo en el punto A de la soldadura se muestra en la tabla C.31

    H2 H3 H4 H5 c3AHi [N/mm2] 57,75 38,20 10,30 5,49

    Nudo 2

    La garganta y la longitud de cada cordn de soldadura son

    a1 = a2 = a3 = a4 = 2,80 mm L1 = L2 = L3 = L4 = 25 mm (C.310)

    Al ser un cordn continuo, la longitud de clculo del cordn es igual a la longitud real del

    cordn,

    l1 = l2 = l3 = l4 = L1 = 25 mm (C.311)

    El rea de uno de los cordones y la suma de reas es

    a1l1 = 70 mm = 2ii mm 280la (C.312)

    Fuerza H1 = 600 N

    Tensin provocada por Fy (tabla C.32)

    Cordn 1 Cordn 2 Cordn 3 Cordn 4 Fy tIFy1 = 0,11 N/mm2 tIIFy2 = 0,11 N/mm2 tIFy3 = 0,11 N/mm2 tIIFy4 = 0,11 N/mm2

    Tensin provocada por Mx

    El momento de inercia de los cordones de soldadura respecto al eje x es (figura C.38)

    Tabla C.32 Tensiones en los cordones de soldadura provocadas por Fx y Fy

    Tabla C.31 Tensiones sobre el nudo 1 provocadas por las diferentes fuerzas que actan sobre la puerta 2

  • 62 Anexo C Clculos III

    4int ext mm 09,4051208,3255217,73064 === xxx III (C.313)

    donde

    ( ) ( ) ( ) ( ) 4331221ext mm 17,7306412

    8,22258,222512

    22=

    ++=

    ++=

    alalI x

    (C.314)

    433

    21int mm 08,3255212

    252512

    ===

    llI x (C.315)

    La tensin en el punto A provocada por Mx es

    212A3A2 N/mm 44,262

    8,2225

    09,4051270000

    22

    =

    +=

    +==

    alI

    Mnn

    x

    x

    MxMx (C.316)

    La tensin en el punto A es

    2A3A3 N/mm 44,26== Mxnn (C.317)

    23II3A N/mm 11,0== Fytt (C.318)

    2II3A N/mm 0=t (C.319)

    ( ) ( ) 2I3AA3I3A N/mm 62,1811,044,2621

    21

    =+=+= tn (C.320)

    Fig. C.38 Soldaduras del nudo 2

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 63

    ( ) ( ) 2I3AA3I3A N/mm 77,1811,044,2621

    21

    =+=+= tn (C.321)

    2II3AII3A N/mm 0== t (C.322)

    ( ) ( ) ( ) 222222II3A2I3A2I3A1c3A N/mm 32,31077,188,162,188,1 =++=++= H (C.323) Fuerzas H2, H3, H4 y H5

    Se introduce el procedimiento anterior en una hoja de clculo, y se sustituyen las cargas sobre el nudo 2 por las producidas por la fuerzas H2, H3, H4 y H5. La tensin de clculo en el punto A de la soldadura se muestra en la tabla C.33

    H2 H3 H4 H5 c3AHi [N/mm2] 31,34 31,35 13,43 8,93

    Nudo 3

    La garganta y la longitud de cada cordn de soldadura son

    a1 = a2 = a3 = a4 = 3,50 mm L1 = L3 = 25 mm L2 = L4 = 50 mm (C.324)

    Al ser un cordn continuo, la longitud de clculo del cordn es igual a la longitud real del cordn,

    l1 = l3 = L1 = 25 mm l2 = l4 = L2 = 50 mm (C.325)

    Fuerza H1 = 600 N

    El rea de cada cordn y la suma de reas es

    a1l1 = a3l3 = 87,5 mm2 a2l2 = a4l4 = 175 mm2 aili = 525 mm2 (C.326)

    Por tanto, las cargas que actan sobre cada cordn de soldadura son (tabla C.34)

    Tabla C.33 Tensiones sobre el nudo 2 provocadas por las diferentes fuerzas que actan sobre la puerta 2

  • 64 Anexo C Clculos III

    Carga Cordn 1 Cordn 2 Cordn 3 Cordn 4 Fx [N] -1,67 -3,33 -1,67 -3,33 Fy [N] 23,33 46,67 23,33 46,67 Fz [N] Soportada por el bastidor inferior Mx [N mm] 330000 My [N mm] 0 0 0 0 Mz [N mm] 20000

    Tensiones provocadas por Fx y por Fy

    Sea Fi el esfuerzo sobre el cordn i, la tensin producida por Fi sobre el cordn es

    ii

    iFi la

    Ft

    = (C.327)

    Por tanto, como se conocen las cargas sobre cada cordn, las tensiones en los cordones son (tabla C.35)

    Cordn 1 Cordn 2 Cordn 3 Cordn 4 Fx tIIFx1 = -0,02 N/mm2 tIFx2 = -0,02 N/mm2 tIIFx3 = -0,02 N/mm2 tIFx4 = -0,02 N/mm2 Fy tIFy1 = 0,27 N/mm2 tIIFy2 = 0,27 N/mm2 tIFy3 = 0,27 N/mm2 tIIFy4 = 0,27 N/mm2

    Tensin provocada por Mx

    El momento de inercia de los cordones de soldadura respecto al eje x es (figura C.39)

    4int ext mm 33,23343167,260416493848 === xxx III (C.328)

    donde

    ( ) ( ) ( ) ( ) 4331221ext mm 49384812

    5,32505,322512

    22=

    ++=

    ++=

    alalI x (C.329)

    433

    21int mm 67,26041612

    502512

    ===

    llI x (C.330)

    Tabla C.34 Cargas sobre la soldadura del nudo 3

    Tabla C.35 Tensiones en los cordones de soldadura provocadas por Fx y Fy

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 65

    La tensin en el punto A provocada por Mx es

    212A3A2 N/mm 29,402

    5,3250

    33,233431330000

    22

    =

    +=

    +==

    alI

    Mnn

    x

    x

    MxMx (C.331)

    Tensin provocada por Mz

    Mz acta como un momento torsor sobre la soldadura. Por tanto, la tensin es

    eAM z

    2 mt = (C.332)

    donde e es el grosor del cordn, e = a = 3,5 mm, y Am es el rea del contorno medio, Am = (l1+a2)(l2+a1)=(25+3,5)(50+3,5) = 1524,75 mm2. Por tanto,

    2

    m

    t N/mm 87,15,375,1524220000

    2=

    ==

    eAM z (C.333)

    Sobre el cordn 1 tIIMz1 = -1,87 N/mm2

    Sobre el cordn 2 tIIMz2 = -1,87 N/mm2

    Sobre el cordn 3 tIIMz3 = 1,87 N/mm2

    Sobre el cordn 4 tIIMz4 = 1,87 N/mm2

    Fig. C.39 Soldaduras del nudo 3

  • 66 Anexo C Clculos III

    La tensin en el punto A es

    2A3A3 N/mm 29,40== Mxnn (C.334)

    23II3A N/mm 27,0== Fytt (C.335)

    23II3IIII3A N/mm 89,187,102,0 ==+= MzFx ttt (C.336)

    ( ) ( ) 2I3AA3I3A N/mm 30,2827,029,4021

    21

    =+=+= tn (C.337)

    ( ) ( ) 2I3AA3I3A N/mm 68,2827,029,4021

    21

    =+=+= tn (C.338)

    2II3AII3A N/mm 89,1== t (C.339)

    ( ) ( ) ( )( ) 222222II3A2I3A2I3A1c3A N/mm 83,4789,168,288,130,288,1 =++=++= H (C.340)

    Fuerzas H2, H3, H4 y H5

    Se introduce el procedimiento anterior en una hoja de clculo, y se sustituyen las cargas sobre el nudo 3 por las producidas por la fuerzas H2, H3, H4 y H5. La tensin de clculo en el punto

    A de la soldadura se muestra en la tabla C.36

    H2 H3 H4 H5 c3AHi [N/mm2] 63,75 38,20 56,78 54,40

    Nudo 4

    La garganta y la longitud de cada cordn de soldadura son

    a1 = a2 = a3 = a4 = 3,50 mm L1 = L2 = L3 = L4 = 30 mm (C.341)

    Al ser un cordn continuo, la longitud de clculo del cordn es igual a la longitud real del cordn,

    Tabla C.36 Tensiones sobre el nudo 3 provocadas por las diferentes fuerzas que actan sobre la puerta 2

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 67

    l1 = l2 = l3 = l4 = L1 = 30 mm (C.342)

    Fuerza H1 = 600 N

    Tensiones provocadas por Fx y por Fy

    Sea Fi el esfuerzo sobre el cordn i, la tensin producida por Fi sobre el cordn es

    ii

    iFi la

    Ft

    = (C.343)

    Por tanto, como se conocen las cargas sobre cada cordn, las tensiones en los cordones son (tabla C.37)

    Cordn 1 Cordn 2 Cordn 3 Cordn 4 Fx tIIFx1 = 0,02 N/mm2 tIFx2 = 0,02 N/mm2 tIIFx3 = 0,02 N/mm2 tIFx4 = 0,02 N/mm2 Fy tIFy1 = -0,05 N/mm2 tIIFy2 = -0,05 N/mm2 tIFy3 = -0,05 N/mm2 tIIFy4 = -0,05 N/mm2

    Tensin provocada por Mx

    El momento de inercia de los cordones de soldadura respecto al eje x es (figura C.40)

    4int ext mm 08,886806750008,156180 === xxx III (C.344)

    donde

    ( ) ( ) ( ) ( ) 4331221ext mm 08,15618012

    5,32305,323012

    22=

    ++=

    ++=

    alalI x

    (C.345)

    433

    21int mm 08,8868012

    303012

    ===

    llI x (C.346)

    Tabla C.37 Tensiones en los cordones de soldadura provocadas por Fx y Fy

  • 68 Anexo C Clculos III

    La tensin en el punto A provocada por Mx es

    212A3A2 N/mm 34,82

    5,3230

    08,8868040000

    22

    =

    +=

    +==

    alI

    Mnn

    x

    x

    MxMx (C.347)

    Tensin provocada por Mz

    Mz acta como un momento torsor sobre la soldadura. Por tanto, la tensin es

    eAM z

    2 mt = (C.348)

    donde e es el grosor del cordn, e = a = 3,5 mm, y Am es el rea del contorno medio, Am = (l1+a2)(l2+a1)=(30+3,5)(30+3,5) = 1122,25 mm2. Por tanto,

    2

    m

    t N/mm 27,15,325,1122210000

    2=

    ==

    eAM z (C.349)

    Sobre el cordn 1 tIIMz1 = -1,27 N/mm2

    Sobre el cordn 2 tIIMz2 = -1,27 N/mm2

    Sobre el cordn 3 tIIMz3 = 1,27 N/mm2

    Sobre el cordn 4 tIIMz4 = 1,27 N/mm2

    Fig. C.40 Soldaduras del nudo 4

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 69

    La tensin en el punto A es

    2A3A3 N/mm 34,8== Mxnn (C.350)

    23II3A N/mm 05,0== Fytt (C.351)

    23II3IIII3A N/mm 25,127,102,0 ==+= MzFx ttt (C.352)

    ( ) ( ) 2I3AA3I3A N/mm 93,505,034,821

    21

    ==+= tn (C.353)

    ( ) ( ) 2I3AA3I3A N/mm 87,505,034,821

    21

    ==+= tn (C.354)

    2II3AII3A N/mm 25,1== t (C.355)

    ( ) ( ) ( )( ) 222222II3A2I3A2I3A1c3A N/mm 1029,187,58,193,58,1 =++=++= H (C.356) Fuerzas H2, H3, H4 y H5

    Se introduce el procedimiento anterior en una hoja de clculo, y se sustituyen las cargas sobre el nudo 4 por las producidas por la fuerzas H2, H3, H4 y H5. La tensin de clculo en el punto

    A de la soldadura se muestra en la tabla C.38

    H2 H3 H4 H5 c4AHi [N/mm2] 27,21 42,09 44,71 65,10

    Seleccin de la calidad de la soldadura

    Se debe seleccionar entre soldadura con calidad no controlada, adm1 = 47,33 N/mm2 (ecuacin (Ec. C.290)), y soldadura con calidad controlada, adm2 = 94,67 N/mm2 (ecuacin (Ec. C.291)). En la tabla C.39 se muestran las tensiones sobre cada nudo, y la calidad necesaria.

    Tabla C.38 Tensiones sobre el nudo 4 provocadas por las diferentes fuerzas que actan sobre la puerta 2

  • 70 Anexo C Clculos III

    Fig. C.41 Bastidor inferior

    Solicitacin c [N/mm2] H1 H2 H3 H4 H5

    Calidad necesaria

    Nudo 1 77,89 57,75 38,20 10,30 5,49 Controlada Nudo 2 31,32 31,34 31,35 13,43 8,93 No controlada Nudo 3 47,83 63,75 78,24 56,78 54,40 Controlada Nudo 4 10,00 27,21 42,09 44,71 65,10 Controlada

    C.2 Inclinacin de la plataforma

    C.2.1 Sin carga

    Sobre la plataforma actan solamente los pesos de los elementos que van montados sobre ella: suelo, puertas y paredes (sin multiplicar por ningn coeficiente, ya que se

    quiere conocer la inclinacin real de la

    plataforma). El peso del suelo se expresa como una carga lineal sobre las barras del

    bastidor inferior de valor p = 55,37 N/m (ver Memoria, apartado 2.2.1 Pesos muertos de la

    plataforma descargada y de todo el equipo que se mueve con ella multiplicado por 2,5. Suelo de la plataforma). El peso de las puertas y paredes se puede consultar en el Anexo A Clculos I, apartado A.6.4 Accin sobre el bastidor inferior.

    Los nudo 11 y el 16 (figura C.41) se desplazan lo mismo (tabla C.40):

    Dx [mm] Dy [mm] Dz [mm] x [rad] y [rad] z [rad] 11 0 0 -1,1 0,0009 -0,0006 0 16 0 0 -1,1 0,0009 0,0006 0

    Tabla C.39 Tensiones sobre los nudos provocadas por las diferentes fuerzas que actan sobre la puerta 2

    Tabla C.40 Desplazamientos y ngulo girado de los nudos 11 y 16

    Figura C.42 Desplazamiento vertical del punto A

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 71

    Figura C.43 Carga nominal colocada cerca del mstil

    La flecha en el punto A es fxy = 0,079 mm segn el plano xy, y fxz = 0 segn el plano xz. Por tanto, el desplazamiento total del punto A segn el eje z es z = Dz + fxz = 1,1+0 = 1,1 mm.

    El ngulo girado por la barra 11-16 es (figura C.42),

    03964,01590

    1,1arctan == (C.357)

    C.2.2 Con carga nominal

    Sobre el bastidor inferior actan el peso de puertas y paredes, del suelo de la plataforma y la carga nominal ocupando un 75% del rea de la plataforma y colocada cerca del mstil (figura C.43). La carga nominal vale 827,40 N/m (ver Anexo A Clculos I, apartado A.1.2 Cargas sobre las barras del bastidor inferior (caso de carga IVb)).

    Los nudo 11 y el 16 (figura C.43) se desplazan lo mismo (tabla C.41):

    Dx [mm] Dy [mm] Dz [mm] x [rad] y [rad] z [rad] 11 0 0 -2,7 0,0023 -0,0009 0 16 0 0 -2,7 0,0023 0,0009 0

    La flecha en el punto A es fxy = 0,128 mm en el plano xy, y fxz = 0 en el plano xz. Por tanto, el desplazamiento del punto A segn el eje z es z = Dz + fxz = -2,7+0 = -2,7 mm.

    El ngulo girado por la barra 11-16 es (figura C.44),

    097288,01590

    7,2arctan == (C.358)

    Tabla C.41 Desplazamientos y ngulo girado de los nudos 11 y 16

    Figura C.44 Desplazamiento vertical del punto A

  • 72 Anexo C Clculos III

    C.2.3 Con carga nominal multiplicada por 1,2

    Actan las mismas cargas que en el caso anterior, pero ahora la carga nominal va multiplicada por 1,2, por lo tanto vale 827,401,2 = 992,88 N/m.

    Los nudo 11 y el 16 (figura C.43) se desplazan lo mismo (tabla C.42):

    Dx [mm] Dy [mm] Dz [mm] x [rad] y [rad] z [rad] 11 0 0 -3,01 0,0025 -0,0010 0 16 0 0 -3,01 0,0025 0,0010 0

    La flecha en el punto A es fxy = 0,138 mm en el plano xy, y fxz = 0 en el plano xz. Por tanto, el desplazamiento del punto A segn el eje z es z = Dz + fxz = -3,1+0 = -3,1 mm.

    El ngulo girado por la barra 11-16 es (figura C.45),

    1117,01590

    1,3arctan == (C.359)

    C.3 Estudio econmico

    C.3.1Coste de fabricacin

    Se ha dividido el coste de los elementos del montacargas en subconjuntos (tablas C.43 a C.47).

    Elemento Unidades Coste unitario [] Coste total [] CONJUNTO BASE 699 Base (estructura de barras) 1 350 350 Pies 4 18 72 Amortiguador 1 5 5 Primer tramo mstil 1 115 115 Segundo tramo mstil 1 110 110 Tortillera 1 5 5 Mano de obra 2 h 21 42

    Tabla C.42 Desplazamientos y ngulo girado de los nudos 11 y 16

    Figura C.45 Desplazamiento vertical del punto A

    Tabla C.43 Coste del conjunto base

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 73

    Elemento Unidades Coste unitario [] Coste total [] PLATAFORMA SIN BASTIDOR POSTERIOR 1615 Bastidor inferior 1 430 430 Pared 2 1 100 160 Pared 1 1 90 90 Puertas carga y descarga

    2 190 380

    Rampa de montaje de los anclajes

    1 100 100

    Chapa del suelo 1 75 75 Puerta de montaje del mstil

    1 100 100

    Tortillera 1 20 20 Muelles 2 10 20 Interruptores puertas 4 18 72 Mano de obra 8 h 21 168

    Elemento Unidades Coste unitario [] Coste total [] BASTIDOR POSTERIOR 5437 Estructura de barras 1 380 380 Motor 1 1859 1859 Reductor 1 2300 2300 Pin motor 1 35 35 Soporte reductor 1 20 20 Freno de emergencia 1 450 450 Pin freno de emergencia

    1 35 35

    Ruedas 12 5 60 Tornillos calibrados 12 6 72 Soporte cable 1 30 30 Tortillera 1 30 30 Interruptores 2 20 40 Mano de obra 6 21 126

    Elemento Unidades Coste unitario [] Coste total [] ELEMENTOS AUXILIARES 1158 Conjunto bidn 1 150 150 Botonera 1 40 40 Mano de obra 3 21 63 Tortillera 1 5 5 Cable 125 7,5 900

    Tabla C.44 Coste de la plataforma sin bastidor posterior

    Tabla C.45 Coste del bastidor posterior

    Tabla C.46 Coste de elementos auxiliares

  • 74 Anexo C Clculos III

    Elemento Unidades Coste unitario [] Coste total [] MSTIL 9410 Tramos de mstil 78 110 8580 Tramo de mstil ltimo 1 115 115 Tortillera 1 395 395 Tope pisos 40 8 320

    Coste del montacargas excepto mstil:

    euros 89091158543716156991 =+++=C (C.360)

    Cada tramo de mstil tiene una altura de 1,5 m. La altura mnima del montacargas son 4,5 m (los dos primeros tramos de mstil, 3 m, incluidos en el conjunto base, y el tramo de mstil ltimo, 1,5 m). El coste del mstil por metro de altura es

    euros/m 43,803120

    94103120

    totalCosteromstil/met del Coste =

    =

    ==A (C.361)

    El coste mstil en funcin de la altura es

    ( ) ( )343,8032 == hhAC (C.362)

    Por tanto, el coste de fabricacin de un montacargas es:

    ( )euros 343,80890921f +=+= hCCC (C.363)

    donde h es la altura del mstil. Aunque el montacargas se ha diseado para una altura de 120 m, no todos los clientes necesitarn llegar a esta altura. De hecho, la mayora de edificios de nueva planta construidos en Espaa durante el ao 2005 no superan las 5 plantas de altura (tabla C.48).

    0-1 plantas 2 plantas 3 plantas 4-5 plantas 6 y ms plantas Cantidad 38.632 116.430 30.389 14.368 3.558 % 19,00% 57,25% 14,94% 7,06% 1,75% % acumulado 19,00% 76,24% 91,19% 98,25% 100,00%

    Tabla C.47 Coste del mstil

    Tabla C.48 Edificios de nueva planta segn el nmero de plantas, ao 2005 (fuente: Ministerio de Fomento, anuario 2005, http://www.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/INFORMACION_MFOM/INFORMACION_ESTADISTICA/Anuario/2005/anuario_2005.htm)

  • Montacargas a cremallera de 1000 kg de carga nominal 75

    Por tanto, se toma una altura media de cada montacargas fabricado, igual a h = 6 plantas 3 m/planta = 18 m. Con lo que el coste de fabricacin unitario de un montacargas de 18 m es

    ( ) euros 10115,4531843,808909f =+=C (C.364)

    A este valor se le aade un 10% para tener en cuenta posibles imprevistos en la fabricacin e imprecisiones en la evaluacin de costes,

    euros 1112710115,451,1f ==C (C.365)

    C.3.2 Estudio de rentabilidad

    Suponiendo un horizonte de 10 aos, un tipo de inters real del 5 %, que se venden 10 montacargas al ao, y que todos los montacargas vendidos tienen una altura de 18 m (6 plantas), el movimiento de fondos y el movimiento de fondos acumulado son los de la tabla C.49.

    Ao 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Previsin de venta 0 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Gastos [k] 28 111,27 111,27 111,27 111,27 111,27 111,27 111,27 111,27 111,27 111,27 Inversin inicial [] 28 Coste de fabricacin [] 111,27 111,27 111,27 111,27 111,27 111,27 111,27 111,27 111,27 111,27 Ingresos [] 0 127,96 127,96 127,96 127,96 127,96 127,96 127,96 127,96 127,96 127,96 Precio de venta sin IVA [] 127,96 127,96 127,96 127,96 127,96 127,96 127,96 127,96 127,96 127,96 127,96 Movimiento de fondos [] -28 16,69 16,69 16,69 16,69 16,69 16,69 16,69 16,69 16,69 16,69 Mov. de fondos acum. [] -28,00 -11,31 5,38 22,07 38,76 55,45 72,14 88,83 105,52 122,21 138,91

    El VAN es la suma del movimiento de fondos de cada periodo en dinero de hoy, y es igual a VAN = 100879,62 .

    La tasa interna de rentabilidad, TIR, es aquel tipo de inters real para el cual el VAN sera cero (es decir, el tipo de inters real por encima del cual la inversin sera deficitaria), y vale TIR = 59 %.

    Tabla C.49 Movimiento de fondos y movimiento de fondos acumulado

  • 76 Anexo C Clculos III

    El periodo de retorno es el tiempo que se tarda en recuperar la inversin, es decir, lo que se tarda en que el movimiento de fondos acumulado sea cero, y vale PR = 1,68 aos.