Reductor de velocidad para un cabestrante de un puente grúa de 2,5 Tm

Abstract

[ES] El objetivo de este trabajo es calcular y diseñar un reductor de velocidad destinado al uso industrial, en este caso al cabestrante de un puente grúa que debe ser capaz de elevar 2.5 Tm. El reductor de velocidad propuesto deberá ser de dos etapas, formado por engranajes cilíndricos de dientes helicoidales. Las hipótesis de cálculo solamente se realizarán para el sentido de giro ascendente del cabestrante, ya que, cuando la carga esté descendiendo, el reductor de velocidad actuará como un freno. Para calcular el reductor, primeramente se ha tenido en cuenta la carga que debía elevar, así como el diámetro de la bobina donde se enrolla el cable y la velocidad a la cual debe elevarse esta carga. Estos datos, junto con los datos del accionamiento del sistema (potencia y velocidad de entrada), nos permiten calcular la relación de transmisión total necesaria así como el número de etapas. A continuación se deben realizar las estimaciones de los diámetros mínimos de los ejes mediante el criterio de rigidez torsional, para calcular seguidamente el ancho de los engranajes de cada etapa del reductor según las solicitaciones mecánicas propias.Junto con estos cálculos se elegirá también el lubricante que permitirá el correcto funcionamiento del reductor. Conocida ya las geometrías de las dos etapas se procederá a elegir la disposición de los ejes según el criterio de mínimo espacio y máxima simplicidad y, a partir de este paso, se determinarán de una manera primaria las dimensiones tanto de los ejes como de la carcasa. Los siguientes pasos a tomar serán elegir los métodos de jación de los engranajes sobre los ejes y los rodamientos a utilizar. Así como los métodos de anclaje y lubricación de estos. Seguidamente, se estudiará la de exión lateral, así como el comportamiento a fatiga de las diferentes secciones de los ejes y los esfuerzos transmitidos por los engranajes. Para concluir, se incluirán el pliego de condiciones de fabricación del reductor, el presupuesto de fabricación del mismo y los planos con acotado geométrico tanto del conjunto como del despiece del reductor.

[CA] Lóbjectiu dáquest treball es calcular y dissenyar un reductor de velocitat destinat a l'ús industrial, en aquest cas al cabestrant dún pont grúa que deu ser capaç délevar 2.5 Tm. El reductor de velocitat proposat deurà ser de dues etapes, format per engrantges cilíndircs de dents helicoidals. Les hipòtesi de càlcul es realitzarán únicamente per al sentit de gir ascendent del cabestrant, ja que, quan la càrrega està descendint, el reductor de velocitat actúa com un fre. Per a calcular el reductor, primerament s'ha tingut en compte la càrrega que havia délevar, així com el diàmetre de la bobina on sénrotlla el cable i la velocitat a la qual ha délevar-se aquesta càrrega. Totes aquestes dades, juntament amb les dades de láccionament del sistema (Potència i velocitat déntrada), ens permeten calcular la relació de transmissió total necessària així com el nombre détapes. A continuació s'han de realitzar les estimacions dels diàmetres mínims dels eixos mitjançant el criteri de rigidesa torsional, per a calcular seguidament lámple dels engranatges de cada etapa del reductor segons les sol·licitacions mecàniques pròpies.Juntament amb aquests càlculs es triarà també el lubri cant que permetrà el correcte funcionament del reductor. Conegudes ja les geometries de les dues etapes es procedirà a triar la disposició dels eixos segons el criteri de mínim espai i màxima simplicitat i, a partir dáquest pas, es determinaran dúna manera primària les dimensions tant dels eixos com de la carcassa. Els següents passos a prendre seran triar els mètodes de xació dels engranatges sobre els eixos i els rodaments a utilitzar. També es de niran els mètodes dáncoratge i lubricació dáquests. Per a acabar amb els càlculs del reductor séstudiaran la de exió lateral, així com el comportament a fatiga de les diferents seccions dels eixos i els esforços transmesos pels engranatges. Per a concloure, sínclouran el plec de condicions de fabricació del reductor, el pressupost de fabricació del mateix i els plans amb tat geomètric tant del conjunt com de léspecejament del reductor.

[EN] The aim of this work is to calculate and design a speed reducer for industrial use, in this case the winch of a bridge crane that must be able to lift 2. 5 Tm. The proposed speed reducer shall be two-stage, consisting of helical-toothed cylindrical gears. The calculation assumptions shall only be made for the upward direction of rotation of the winch, since, when the load is falling, the speed reducer will act as a brake. To calculate the gearbox, rst of all the load to be lifted was taken into account, as well as the diameter of the coil where the cable is wound and the speed at which this load must be lifted. All these data, together with the system drive data (power and input speed), allow us to calculate the total necessary transmission ratio as well as the number of stages. The minimum shaft diameters must then be estimated using the torsional sti ness criterion, in order to then calculate the width of the gears in each stage of the gearbox according to its own mechanical stresses. Together with these calculations, the lubricant that will allow the gearbox to operate correctly must also be chosen. Once the geometries of the two stages are known, the arrangement of the axes will be chosen according to the criteria of minimum space and maximum simplicity and, from this step, the dimensions of both the axes and the housing will be determined in a primary way. The next steps to be taken will be to choose the methods of xing the gears on the shafts and the bearings to be used. As well as the methods of anchoring and lubricating these. To nish with the calculations of the gearbox, the lateral de ection will be studied, as well as the fatigue behaviour of the di erent sections of the shafts and the e orts transmitted by the gears. In conclusion, the speci cations for the manufacture of the gearbox, the manufacturing budget and the geometrical dimensioned drawings of both the assembly and the cutting of the gearbox shall be included.