Calculo de ruedas y carriles

2. Burbach
Son carriles de uso frecuente tanto en carriles elevados como sobre fundación de hormigón.
Presentan una cabeza ancha para soportar las grandes cargas y un patín muy ancho que facilita su
fijación.

3. Plano
Empleado para elementos de rodadura sin pestaña.
Vignole
Existe una tendencia a utilizar este tipo de carril frente al tipo Burbach debido a su mayor
relación inercia/peso. Actualmente se utiliza únicamente en rodadura de ferrocarriles. Su empleo
es más frecuente en Estados Unidos.

4. Accesorios de fijación o sujeción adecuados para cada
tipo de raíl, en particular:
- Bridas de unión.
- Placas de asiento y de anclaje.
- Grapas o clips de sujeción, de todos los tipos existentes.
- Traviesas o durmientes, metálicas o de madera.
- Tirafondos y clavos de vía
- Tornillos, tuercas, arandelas de todo tipo
Se trata de perfiles diseñados para un uso específico, que es permitir el desplazamiento de grúas, desde las más pequeñas hasta las
más grandes que se pueden ver en los macropuertos y terminales de carga. Los requerimientos de velocidad son bajos, pero las
exigencias de carga a soportar son muy altas.
Los estándares más habituales en Europa para estos raíles son la norma DIN 536 y MRS.

5. Carriles - Cálculo
Se admite p= 2 MPa para un
hormigón de buena calidad y
Smáx= 250 MPa.
Cálculo de carriles sobre cimentación de hormigón
Cuando el carril se apoya en toda su longitud sobre hormigón es necesario
comprobar la presión específica y la solicitación del carril a flexión,
teniendo en cuenta la deformación elástica del hormigón.
Fórmulas aproximadas para el cálculo:
4
2
4
5
3
2
15,0
42
EI
PEb
W
P
EI
E
b
P
p
m
m
=
=
=
η
η
σ
P- reacción de cada rueda, N.
b- anchura del rail, m.
W-módulo resistente del carril, m3.
I- momento de inercia del carril, m4.
Em- módulo de elasticidad del hormigón
= 14,5 GPa.
E- módulo de elasticidad del acero
= 210 GPa.
Presión específica bajo el patín (MPa)
Solicitación del carril (MPa)

6. Carriles - Cálculo

7. σσ
σ
)
2
(6,1
)
2
(8,2
2
2
2
1
cm
kg
h
P
cm
kg
h
P
=
=
Flexión en una sección normal a la viga
Flexión del ala perpendicular al alma
Flexión del ala perpendicular al alma
Valor admisible según DIN120
P, reacción en kg. h, espesor del ala en cm.

8.  En ciertos aparatos, sobre todo en puentes grúa
se constata un elevado desgaste de las pestaña.
En los puentes grúa, la relación de la carga a la
distancia entre ejes es muy desfavorable, y se
originan avances diferentes en ambos carriles.
factores que provocan la marcha inclinada:
 Las diferencias en los diámetros de las
ruedas motoras.
 Mal alineamiento de los ejes de las ruedas.
 Vía de rodadura mal montada.
El efecto que produce es frotamiento elevado sobre la
pestaña, con el consecuente desgaste. En todos
esto casos una ligera conicidad de la llanta se ha
revelado como remedio eficaz.
El adelantamiento de un lado de la grúa respecto al otro
genera la rodadura de la rueda retrasada por su mayor
diámetro, alineándose automáticamente el tren sin la
participación de las pestañas

9. La utilización de rueda sin pestaña con rodillos guía disminuye
esencialmente las pérdidas por rozamiento por el carril, ya que el
rozamiento de deslizamiento de las pestañas se sustituye por el de
rodadura del rodillo. Como consecuencia, disminuye la potencia de
los motores de translación y aumenta considerablemente la vida de la
rueda.
Número de ruedas impulsoras: es función de la capacidad de carga y del tramo de la guía.
Grúas de Baja capacidad de carga cuatro ruedas impulsoras
Grúas de alta capacidad de carga mayor número de ruedas impulsoras.
Estas se colocan dos a dos en balancines.

10. 21
2
2
2
1
2
1
11
11
2
dd
EE
l
f
a
+
−
+
−
=
υυ
π
al
f
pmáx
π
2
=
Cálculo de las ruedas propulsoras: TEORIA DE HERZT.
Distribución Presiones
semieliptica

11. Valores admisibles para el coeficiente K en kg/cm2
Krk
R
d
EE
pEE
K
drk
R
K
EE
EE
drk
R
p
máxadm
)2(7,0
)(
)2(
2
)2(
35,0
1
1
21
2
21
11
21
21
11
2
−
=⇒
+
=⇒
−
=
+−
=
Simplificación:
mismo coef. poisson
)(
735000 2
2
cm
kgp
K adm
= Acero vs Acero

12.  c1 - coeficiente del material
 c2 - coeficiente del numero de
revoluciones
 c3 - coeficiente de vida de la rueda
 d1 - diametro de la rueda
 k - anchura de la cabeza del carril
 n - n° de revoluciones de la rueda
 P - compresión
 Padm - compresión admisible entre
rueda y carril
 rl - radio de redondeado de la cabeza
del carril
 r2 - radio del arco de la cabeza del
carril
 k-r1 - anchura util de la cabeza del
carril
 v - velocidad de marcha
 R - carga de la rueda
 Rmáx - carga maxima de la rueda
 Rmin - carga minima de la rueda
 Ro - carga característica de la rueda
)2(
)2(
132
1
1132
rkccp
R
d
rkdccpR
adm
adm
−
≥
−≤
Cálculo de las ruedas de un aparato de elevación: NORMA DIN 15070
La carga característica de la rueda Ro resulta de la primera ecuación
con:
Padm=5,6 N/mm2 (c1=1) c2=c3=1 Ro=5,6d1(k-2r1)

13.  Las pestañas deben ser ampliamente dimensionadas, son solicitadas por las
fueras de guiado frecuentemente muy importantes y están expuestas a un gran
desgaste. Chapas de retención DIN15058.
 Esto es igualmente válido para la llanta de la rueda, solicitada localmente por
las grandes reacciones normalmente admitidas en los aparatos de elevación y
por el desgaste acelerado del servicio duro.
 En el caso de rueda libre sobre eje fijo, la unión entre rueda y eje se lleva a cabo
mediante casquillos de bronce y rodamientos.
 En las ruedas motoras es útil transmitir el esfuerzo tangencial mediante
casquillos y rodamientos que absorben los esfuerzos de cortadura.
 La facilidad de montaje y desmontaje es un factor influyente en el diseño de la
instalación, el cambio de ruedas y rodamientos es una operación relativamente
frecuente.
Rueda normalizada
DIN15046
Montaje sobre casquillo de bronce
Fijación de corona mediante
casquillos de cortadura

14. Ruedas con rodamientos
Ruedas con cojinetes de bronce lisos

15. Tottotroz RwF ⋅=
Cálculo de la resistencia a la rodadura (ruedas de un aparato de elevación):
Básicamente comprende la resistencia a la rodadura + rozamientos del eje, a estas se le añaden los rozamientos de las pestañas y
de los cubos. Además los carriles nunca están rigurosamente planos y el montaje de estos como el de las ruedas no es exacto, así
como sus diámetros. Se debería evaluar aparte la resistencia debida a inclinaciones, trazado y efecto del viento.
Basada en resultados experimentales en condiciones de servicio medias(Reacc=5 kg/Tn), da la resistencia a la rodadura w (en kg
por tonelada de reacción) debida a los dos fenómenos expuestos, así como la resistencia total wtot(5 kg/Tn) teniendo en cuenta las
resistencias suplementarias.